2014年《步步高》高中物理（人教选修3-1）配套Word版文档讲义：第二章 恒定电流（15课时）

学案11　多用电表的原理 [学习目标定位] 1.通过对欧姆表的讨论，进一步提高应用闭合电路欧姆定律分析问题的能力，知道欧姆表测量电阻的原理.2.了解欧姆表的内部结构和刻度特点.3.认识指针式多用电表的面板，知道它能测量的物理量． 一、欧姆表 1．内部构造：表头、电源和可变电阻三部分组成． 2．原理：依据闭合电路的欧姆定律制成，由电流表改装而成． 3.测量原理：如图1所示，当红、黑表笔间接入被测电阻Rx时，通过表头的电流I＝.改变Rx，电流I随着改变，每个Rx值都对应一个电流值，在刻度盘上直接标出与I值对应的Rx值，就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值． 图1 4．内阻：将红、黑表笔短接，调节滑动变阻器使电流表达到满偏电流Ig，根据闭合电路的欧姆定律，Ig＝＝r＋Rg＋R1.，故欧姆表内电阻R内＝ 二、多用电表 1．用途：共用一个表头，可分别测量电压、电流、电阻等物理量． 2．外形构造 如图2所示，表的上半部分为表盘，下半部分是选择开关，开关周围标有测量功能区域及量程．使用前应该调整“指针定位螺丝”，使其指针指到零刻度．不使用的时候应该把选择开关旋转到OFF位置． 图2 一、欧姆表 [问题设计] 1．电压表、大量程电流表都是由电流表改装的，那么我们如何把电流表改装成测量电阻的欧姆表？画出原理图． 答案　可以用如图所示的电路将电流表改装成欧姆表． 2．当红、黑表笔短接时(如图3所示)，调节R的阻值，使指针指到满刻度，此时红、黑表笔之间电阻为多大？当红、黑表笔不接触时(如图4所示)，指针不偏转，即指向电流表的零点．此时，红、黑表笔之间电阻为多大？ 　 　　　　　 图3　　 　　　图4 答案　零　无穷大 3．当在红、黑表笔间接入某一电阻Rx，指针恰好指在刻度盘的中间位置，此时Rx与欧姆表内阻有什么关系？ 答案　阻值相等 [要点提炼] 1．当红、黑表笔断开时，电流表中电流为零，此时表笔间电阻无穷大，所以在表盘上电流零处标电阻“∞”；当红、黑表笔短接时，调节欧姆调零电阻，使电流表指针满偏，所以在电流满偏处标电阻“0”． 2．I与Rx不成比例，欧姆表的刻度不均匀． 3．欧姆表偏角越大，表明被测电阻越小． 4．中值电阻：当外加电阻Rx＝r＋Rg＋R0时，电流为I＝Ig，此时电流表指针指在刻度盘的中央，该电阻叫中值电阻． ＝ 二、多用电表 [问题设计] 多用电表的表盘包括哪两个部分，它们的作用是什么？ 答案　多用电表的外形——表盘包括刻度和调节两个部分．如图所示． ①刻度部分：有三条主要刻度线，最上面是一条欧姆表的刻度，零刻度线在最右侧，从右至左读数增加，但刻度不均匀；第二条是电压和电流刻度线，零刻度线在左侧，从左至右读数均匀增加；第三条刻度线是交流低压刻度线，零刻度线在左侧，并且刻度均匀． ②调节部分 a．机械调零螺丝：它的作用是使指针指在左侧的零刻度线上，通常调整第一次后，就不要再轻易动它了．少数情况发现使用前表针不在零点，要用螺丝刀轻轻调整． b．选择开关：它的作用是选择测量项目和量程，它带有箭头，箭头所指，表明该表的作用和量程．如图中选择开关所指示的，表示该表调到欧姆档，×1 k量程，读数时应将指针的指示数值扩大1000倍． c．欧姆表的调零旋钮：它实际上是一个可变电阻，它的作用是，在多用电表当做欧姆表使用时，将红、黑表笔直接相接，调整．指针使之指在欧姆表的零刻线，每次测量电阻之前都需要用它进行调零．图示的右下侧是两只红、黑表笔的插孔． [要点提炼] 1．电流表的改装原理：由同一表头并联(“串联”或“并联”)不同电阻改装而成的量程不同的电流表． 2．电压表的改装原理：由同一表头串联(“串联”或“并联”)不同电阻改装而成的量程不同的电压表． 3．欧姆表的改装原理：将对应Rx的电流刻度值改为电阻值即为欧姆表． 4．电流进、出电表的流向： (1)电流档串联接入电路，电流从红表笔流进电表，从黑表笔流出； (2)电压档并联接入电路，红表笔接高电势点，黑表笔接低电势点，电流仍然是“红进、黑出”； (3)使用欧姆挡时，红表笔连接表内电源的负极，黑表笔连接表内电源的正极．电流仍然是“红进、黑出”． 一、欧姆表测电阻的原理 例1　如图5所示是把量程为3 mA的电流表改装成欧姆表的结构示意图，其中电池电动势E＝1.5 V，改装后，原来电流表3 mA刻度处的刻度值定为零位置，则2 mA刻度处应标为________，1 mA刻度处应标为________． 图5 解析　因为R内＝＝500 Ω，＝ I1＝， 2 mA＝， 所以Rx1＝250 Ω. 因为I2＝，，1 mA＝ 所以Rx2＝1 000 Ω. 答案　250 Ω　1 000 Ω 二、多用电表的简单认识 例2　关于多用电表面板上的刻度线，下列说法中正确的是(　　) A．直流电流刻度线和直流电压刻度线都