第4章 第3节 科学测量：用多用电表测量电学量（word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第三册（鲁科版2019）

第3节　科学测量：用多用电表测量电学量 (实验课—基于经典科学探究) 　　　　　　　　　　　　　　　　 一、多用电表构造 二、实验原理 1．原理：依据闭合电路欧姆定律制成，它是由表头改装而成的。 2．内部构造：由表头、电源和可变电阻三部分组成。 如图所示，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。当Rx＝r＋Rg＋R时，指针指向刻度盘正中央，这时Rx的电阻被称为中值电阻。 一、实验步骤　 1．测量直流电压 (1)将选择开关旋转到直流电压挡。 (2)根据待测电压的估计值选择量程。如果难以估计待测电压值，应按照由大到小的顺序，先将选择开关旋转到最大量程上试测，然后根据测量出的数值，重新确定适当的量程再进行测量。 (3)测量时，用红、黑表笔使多用电表跟待测电路并联，注意使电流从“＋”插孔流入多用电表，从“－”插孔流出多用电表，检查无误后再闭合开关S，如图所示。 (4)根据挡位的量程以及指针所指的刻度值，读出电压表的示数。 2．测量直流电流 (1)将选择开关旋转到直流电流挡。 (2)根据待测电流的估计值选择量程。如果难以估计待测电流值，应按照由大到小的顺序，先将选择开关旋转到最大量程上试测，然后根据测量出的数值，重新确定适当的量程再进行测量。 (3)多用电表直流电流挡与电流表原理相同，测量时应使电表与待测电路串联。 (4)红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“－”插孔。测量时，使电流从红表笔流入(即红表笔接与电源的正极相接的一端)，从黑表笔流出(即黑表笔接与电源负极相接的一端)，如图所示。 (5)根据挡位的量程以及指针所指的刻度值，读出电流表的示数。 3．测量导体的电阻 (1)机械调零：使用前若指针没有停在左端“0”刻度位置，要用螺丝刀转动机械调零旋钮，使指针指向零刻度。 (2)选挡：估计待测电阻的大小，旋转选择开关，使其尖端对准欧姆挡的合适倍率。 (3)欧姆调零：将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在右端电阻零刻度处。 (4)测量读数：将两表笔分别与待测电阻的两端接触，指针示数乘以倍率即为待测电阻阻值。 (5)测另一电阻时重复(2)(3)(4)三步。 (6)实验完毕：应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。 二、注意事项　 1．用多用电表电压挡、电流挡测电压、电流时要注意红、黑表笔与电源的正、负极相连。 2．需要注意多用电表直流电流挡是毫安挡，不能测量比较大的电流。选择适当的量程，使指针偏转角尽量大一些，这样测量结果相对较准。 3．测电阻时应注意的问题 (1)选择挡位时，应使指针尽可能指在中央刻度线附近。选挡后要进行欧姆调零。 (2)换挡后要重新进行欧姆调零。 (3)被测电阻要与电源等其他元件分离，不能用手接触表笔的金属杆。 (4)被测电阻阻值等于指针示数乘以倍率。 (5)使用后，要将两表笔从插孔中拔出，并将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡，若长期不用，应将电池取出。 三、误差分析　 1．电池用旧后，电源电动势会减小，内阻会变大，致使电阻测量值偏大，要及时换电池。 2．欧姆表的表盘刻度不均匀，估读时易带来误差。 3．由于欧姆表刻度的非线性，表头指针偏转过大或过小都会使误差增大，因此要选用恰当挡位，使指针指在中值附近。 4．读数时的观测易形成偶然误差，要垂直表盘正对指针读数。 [关键点反思] 1．多用电表上的“机械调零旋钮”与“欧姆调零旋钮”有什么区别？ 提示：“机械调零旋钮”是用螺丝刀调整，使指针指在电流零刻度处；“欧姆调零旋钮”是红黑表笔短接后，用手旋转，使指针指在电阻零刻度处。 2．若用多用电表测电阻时，发现指针偏角偏大，说明被测电阻是大电阻还是小电阻？如何调整倍率？ 提示：若用多用电表测电阻时，发现指针偏角偏大，说明电流偏大，被测电阻为小电阻。应换更小的倍率。 3．如图所示多用电表的选择开关没有“OFF”挡。两位同学用过这个多用电表以后，分别把选择开关放在图甲、乙所示的位置。你认为谁的习惯比较好？ 提示：甲的习惯好，因为实验完毕，应将选择开关置于“OFF”位置或交流电压最高挡，这样可以保护电表。 考法(一)　多用电表测电阻的原理 [例1]　(2023·泉州南安检测)欧姆表是在电流表的基础上改装而成的。欧姆表内有电源，其简化电路如图所示。设电源的电动势为E、内阻为r，电流表的电阻为Rg，可调电阻为R1，电流表的满偏电流为Ig。 (1)测量前需将红、黑表笔短接(相当于被测电阻为0)，调节可调电阻R1使电流表满偏，根据闭合电路欧姆定律，电流表的满偏电流Ig＝________(用题目中给出的物理量表示)。 (2)此后，在红、黑表笔之间接入待测电阻Rx，电流表指针指在Ix