11.5 实验：练习使用多用电表 课件-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

nullnullnull 第十一章 电路及其应用 第5节 实验：练习使用多用电表 02 03 01 主题(二) 多用电表 主题(一) 欧姆表 第5节 实验：练习使用多用电表 目录 CONTENTS 主题(三) 多用电表测二极管 04 主题(四) 多用表测电路故障 新课引入：如何将小量程电流计该为大量程电流、电压表？ 1 0 2 3 mA N S + - I= R Ig=3mA IR=597mA 0.6A Rg=100Ω R= = R= = = ≈ = ≈ 0 1 2 3 mA N S + - R Ig=3mA Ug= UR= 0.3V 14.7V R= =4900Ω R= (n-1)Rg =(500-1)Rg 新课引入：如何将小量程电流计该为大量程电流电压表？ R1+R2= R1= R1+R2= R1= 能不能电压表和电流表共用一个表头，达到高效利用呢? 新课引入：如何将小量程电流计该为大量程电流电压表？ R1+R2= R1= R1+R2= R1= 能不能电压表和电流表共用一个表头，达到高效利用呢? 共5各接线柱，用起来不方便，如何设计更方便？ 新课引入：如何将小量程电流计该为大量程电流电压表？ A B 2 1 R1 R2 新课引入：如何将小量程电流计该为大量程电流电压表？ 3 4 R3 R4 一个完美的工业设计诞生了。 约定：正极接红线，负极接黑线 这个表可以当电流表，也可以当电压表，称之为多用电表。 还有没有什么不完美的地方？ 能不能再加一个直接测电阻的表？ Rg+r+R 一、欧姆表 1.结构: 电流计G、电池(E,r)、可变电阻R，红、黑表笔 2.原理： RX E Rx + Ix= 0 1 2 3 mA N S E r R Rg 3.内阻： R内=Rg+r+R Rx:待测电阻 一、欧姆表 0 1 2 3 mA N S E r R Rg RX Rg+r+R 1.结构: 电流计G、电池(E,r)、可变电阻R，红、黑表笔 2.原理： E Rx + Ix= 3.内阻： R内=Rg+r+R Rx:待测电阻 Ig= R内+0 E R内= Ig E 不同的电流值对应着不同的电阻值，我们的任务就是把表盘上的电流值换成相应的电阻值？ 4.表盘： Ix=Ig时， Rx= 0 0.003 6 = =2000 6V 一、欧姆表 RX 0 1 2 3 mA N S E r R Rg 3.内阻： 4.表盘： Ix=Ig时， Rx= 0 Ix=5Ig/6时，Rx= R内/5 Ix=2Ig/3时，Rx= R内/2 Ix=Ig/2时， Rx= R内 Ix=Ig/3时， Rx= 2R内 Ix=Ig/6时， Rx= 5R内 Ix=Ig/n时， Rx= (n-1)R内 Ig= R内+0 E R内= Ig E Ix=0时， Rx= ∞ =2000 一、欧姆表 mA N S Rg 0 R内 2R内 5R内 E r R ∞ 3.内阻： 4.表盘： Ix=Ig时， Rx= 0 Ix=5Ig/6时，Rx= R内/5 Ix=2Ig/3时，Rx= R内/2 Ix=Ig/2时， Rx= R内 Ix=Ig/3时， Rx= 2R内 Ix=Ig/6时， Rx= 5R内 Ix=Ig/n时， Rx= (n-1)R内 Ig= R内+0 E R内= Ig E Ix=0时， Rx= ∞ 刻度盘能均匀分布吗？ =2000 0 5 10 15 Ω 20 30 40 50 100 500 ∞ 1K 一、欧姆表 mA N S 0 R内 2R内 5R内 ∞ 3.内阻： 4.表盘： Ix=Ig时， Rx= 0 Ix=5Ig/6时，Rx= R内/5 Ix=2Ig/3时，Rx= R内/2 Ix=Ig/2时， Rx= R内 Ix=Ig/3时， Rx= 2R内 Ix=Ig/6时， Rx= 5R内 Ix=Ig/n时， Rx= (n-1)R内 Ig= R内+0 E R内= Ig E Ix=0时， Rx= ∞ =2000 倍率×100 一、欧姆表 mA N S 0 R内 2R内 5R内 ∞ 3.内阻： 4.表盘： Ig= R内+0 E R内= Ig E (1)左无穷、右为零；中间等内阻。 (2)刻度分布不均匀，左密右疏 (3)刻度盘中间附近值比较准确 思考：用这个欧姆表测一个Rx≈200多的电阻会怎么样？ =2000 0 5 10 15 Ω 20 30 40 50 100 500 ∞ 1K 倍率×100 如何让它的指针指在中间附近？ 将内阻变为200，即将E变为原来的倍， 倍率×10 或将Ig变为原来的10倍 一、欧姆表 mA N S 0 R内 2R内 5R内 ∞ 3.内阻： 4.表盘： Ig= R内+0 E R内= Ig E (1)左无穷、右为零；中间等内阻。 (2)刻度分布不均匀，左密右疏 (3)刻度盘中间附近值比较准确 =2000 (4)读数为表盘数字乘以倍率 E r R RX ①红表笔接表头正极。 红进黑出。 注意: ②只有把电阻从电路中断开才能使用欧姆表 RX= 3000 思考：如何将欧姆表加入到多用电表里？ 二、多用电表 E 10E e f g h 1.结构 0.1E E R内= Ig E d A B a ×100 ×1K b ×10 c ×1 a、d哪个量程大？ 1A 0.1A ≈ 二、多用电表 1.结构 ≈ 二、多用电表 1.结构 2.表盘 欧姆档 直流电压档 直流电流档 低压交流档 读出指针所指示的示数：若欧姆表选×10档_____ , 此时欧姆表的内阻R内为______，电流表选250mA___________,电压表10V_______ 150 150 125mA 5.0V ≈ ①欧姆表 ※选择倍率 ※机械调零 ※接阻读数 ※欧姆调零 注意:(1)换档内阻必变，必重新欧 姆调零， 小阻小档 , 大阻大档。 3.使用 二、多用电表 (2)电池用久了，E变___，r变____。 但重新欧姆调零后测得电阻偏____ 小 大 ①欧姆表 ※选择倍率 ※机械调零 ※接阻读数 ※欧姆调零 注意:(1)换档内阻必变，必重新欧 姆调零， 小阻小档 , 大阻大档。 3.使用 二、多用电表 (2)电池用久了，E变___，r变____。 但重新欧姆调零后测得电阻偏____ 小 大 RX 0 1 2 3 mA N S E r R Rg Rg+r+R+Rx E Ix= = R内+Rx E = +Rx E Ig E = + 1 Ig 1 E Rx 大 真实值 测量值 ②电压、电流表 ※选量程 ※机械调零 ※读数 二、多用电表 ≈ (1)电压、电流表最小刻度是1，估读到下一位， 不是1则估读到本位。 注意 (2)完毕旋至OFF挡或交流电压最高档。 ①欧姆表 ※选择倍率 ※机械调零 ※接阻读数 ※欧姆调零 3.使用 【典例1】用多用电表进行了几次测量，指针分别处于a、b的位置，如图所示。若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的挡位，a和b的相应读数是多少？请填在表格中。 指针位置 选择开关所处挡位 读数 a 直流电流100 mA  ________ mA 直流电压5 V  ________ V b 电阻×100 ________ Ω 400 23 1.15 【典例2】(1)用多用电表的欧姆挡测量阻值约为几万欧的电阻Rx，以下给出的是可能的实验操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆挡调零旋钮。把你认为正确步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上。 a．将两表笔短接，调节P使指针对准 刻度盘上欧姆挡的0刻度，断开两表笔 b．将两表笔分别连接到被测电阻的两 端，读出Rx的阻值后，断开两表笔 c．旋转S使其尖端对准欧姆挡×1 k d．旋转S使其尖端对准欧姆挡×100 e．旋转S使其尖端对准交流500 V挡，并拔出两表笔。 正确的步骤顺序为___________。根据如图所示指针位置，此被测电阻的阻值约为___________ Ω。 cabe 30 000 (2)下述关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是_______。 A．测量电阻时，如果指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量 B．测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果 C．测量电路中的某个电阻时，应把该电阻与电路断开 D．测量阻值不同的电阻时，都必须重新欧姆调零 AC 【典例3】用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T，请根据下列步骤完成电阻测量。 (1)旋动部件________，使指针对准电流的“0”刻线。 (2)将K旋转到欧姆挡“×100”的位置。 (3)将插入“＋”“－”插孔的两表笔短接，旋动部 件________，使指针对准电阻的________(选填“0刻 线”或“∞刻线”)。 (4)将两表笔与待测电阻两端相接，发现指针偏转角 度过小。为了得到比较准确的测量结果，请从下列 选项中挑出合理的步骤，并按________的顺序进行操 作，再完成读数测量。 A．将K旋转到欧姆挡“×1 k”的位置 B．将K旋转到欧姆挡“×10”的位置 C．将两表笔的金属部分与被测电阻的两根引线相接 D．将两表笔短接，旋动合适的部件，对电表进行校准 S T 0刻线 ADC (5)如图所示为一多用电表表盘。 ①如果用直流10 V挡测量电压，则读数为____________V； ②如果用“×100”挡测电阻，则读数为________Ω。 6.6(或6.7) 800 ∞ 0 E r R G Rg + + - ∞ 0 r E R G Rg + 1.结构： 三、多用表测二极管 2.符号： 由半导体材料构成 单向导电性 + - + - 3.特点： 4.理想二极管： 正向电阻为0，反向电阻无穷大 【典例4】某同学利用多用电表测量二极管的正向电阻。完成下列测量步骤 (1)检查多用电表的机械零点。 (2)将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔， 将选择开关拨至“×10”的倍率挡位上。 (3)将红、黑表笔短接，进行欧姆调零。 (4)测正向电阻时，将________(选填“红” 或“黑”)表笔接二极管正极，将另一表笔接二极管负极。 (5)测量发现指针的偏角过大，为使测量比较精准，应将选择开关旋转到________(选填“×1”或“×100”)的倍率挡位后，再次测量。 (6)最后应将选择开关拨向________________________________位置。 (7)以上实验过程，缺少的实验步骤是___________________________________。 黑 ×1 OFF(或交流电压最高挡) 换挡后必须重新欧姆调零 四、多用表测电路故障 如图所示合上开关后，发现灯都不亮。可能是某个地方发生故障导致 , 如何检测什么地方有故障呢？ V 1.电压表检测法 ①有示数: ②无示数: 并联路段之外无断路， 或并联路段内无短路 ; 并联路段之外有断路， 或并联路段内有短路； V V ac ad ab 有示数 有示数 无示数 结论：ab内短路或bd内短路 【典例5】在如图所示的电路中，1、2、3、4、5、6为连接点的标号。在开关闭合后，发现小灯泡不亮。现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点。 (1)为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的_____________挡。在连接点1、2同时断开的情况下，应当选用多用电表的________挡。 (2)在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电 压接近电源的电压，则表明______________________可能有故障。 (3)将小灯泡拆离电路，写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤：___________________________________________________________________ ______________________________________________________________________。 直流电压 欧姆 开关或连接点5、6 可用多用电表的欧姆挡调零后进行测量，如果电阻无穷大，说明灯泡断路，如果电阻为零，说明灯泡短路。 【典例6】如图所示是某同学连接的实验实物图，A、B灯都不亮，他采用下列两种方法进行故障检查。(1)闭合开关，使用多用电表的直流电压挡进行检查，选择开关置于10 V挡。该同学测量结果如表1所示，在测试c、d间直流电压时，红表笔应接触________(选填“c”或“d”)点。根据测试结果，可判断电路中一定存在的故障是________。 A．灯A短路　　　　B．灯B短路 C．cd段断路 D．df段断路 测试点 电压表示数 a、b 有示数 b、c 有示数 c、d 无示数 d、f 有示数 表1 c D 【典例6】(2)将开关断开，再选择欧姆挡测试，测量结果如表2所示，那么检查出的故障是________。 A．灯A断路　　　　　　 B．灯B短路 C．灯A、B都断路 D．d、e间导线断路 测试点 指针偏转情况 c、d d、e e、f 表2 课堂练习 BD 四、多用表测电路故障 如图所示合上开关后，发现灯都不亮。可能是某个地方发生故障导致 , 如何检测什么地方有故障呢？ Ω 2.欧姆表检测法 ①无穷大，并联路段内有断路。 ②值为零，并联路段内是短路。 Ω ac ad ab 有示数 有示数 无示数 1.电压表检测法 ①有示数: ②无示数: 并联路段之外无断路， 或并联路段内无短路 ; 并联路段之外有断路， 或并联路段内有短路； 3.多用电表测黑箱 四、多用表测电路故障 3.多用电表测黑箱 将选择开关置于欧姆挡测量，若两点间正、反接阻值不变，则说明这两点间有定值电阻，若正、反接阻值均为零，两点间短路; (1)箱内有无电源: 将选择开关置于直流电压挡，用两支表笔探测A、B、C三点，若均无电压则箱内无电源; (2)箱内有无定值电阻: (3)箱内有无二极管: 若某两点间红、黑表笔调换后阻值相差很大，则两点间接的是二极管，因黑表笔与多用电表内部的电池正极相连，是电流的流出端，因此，测二极管阻值较小时的黑表笔接触的一端是二极管的正极，反之黑表笔接触的是二极管负极。 判断目的 应用挡位 现象 电源 电压挡 两接线柱正、反接时均无示数说明无电源 电阻 欧姆挡 两接线柱间正、反接时示数相同 二极管 欧姆挡 正接时示数很小，反接时示数很大 电容器 欧姆挡 指针先指“0Ω”后逐渐增大到“∞”，且越来越慢 电感线圈 欧姆挡 示数由“∞”逐渐减小到某一较小固定示数 四、多用表测电路故障 总结：一般的电学黑箱问题有四种， 一是纯电阻黑箱，二是纯电源黑箱，三是电阻与电源组成的闭合电路黑箱，四是含电容器，二极管的黑箱，一般来说纯电阻黑箱问题较为简单，只需运用串并联电阻关系去分析。 四、多用表测电路故障 用电压表测量待测两端电压 U=0 是 否 内含电源 用欧姆表测量待测两端电阻 R O 反向 R→O? 是 短路 否 可能二极管 R→∞ 反向R→∞？ 是 开路 否 可能二极管 R=C 反向R=C？ 是 定值电阻 四、多用表测电路故障 练习使用多用电表 欧姆表 多用电表测电路故障 课堂小结 多用电表 R内=Rg+r+R 多用电表测二极管 【练习1】图中E为电源，R1、R2为电阻，K为开关。现用多用电表测量流过电阻R2的电流，将多用电表的选择开关调至直流电流挡(内阻很小)以后，正确的接法是(　 ) A．保持K闭合，将红表笔接在a处，黑表笔接在b处 B．保持K闭合，将红表笔接在b处，黑表笔接在a处 C．将K断开，红表笔接在a处，黑表笔接在b处 D．将K断开，红表笔接在b处，黑表笔接在a处 课堂练习 C 【练习2】某照明电路出现故障，其电路如图甲所示，该电路用电压U＝12 V的蓄电池为电源，导线与其接触完好。维修人员使用已调好的多用电表直流50 V挡检测故障。他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点。 课堂练习 (1)断开开关，红表笔接a点时多用电表指示如图乙所示，读数为________V，说明____________正常(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯”)。 (2)红表笔接b点，断开开关时，表针 不偏转，闭合开关后，多用表指示仍 然和图乙相同，可判定发生故障的器 件是________(选填“蓄电池”“保险 丝”“开关”或“小灯”)。 11.5 蓄电池 小灯 【练习3】小杜家里新装修时使用了一批照明卤钨 灯泡，如图1所示，小杜利用多用电表测量 该灯泡的电阻： (1)小杜拿到多用电表后，选择“×100”挡， 红黑表笔短接后指针位置如图2所示，他应 该调节________(填“S”或“T”或“K”)。 (2)校准之后，用红黑表笔分别接触卤钨灯泡的两脚，发现指针偏角太大，为了使测量结果更准确，则需要更换________ (填“×1 k”或“×10”)挡位，正确操作后， 指针位置如图3所示，则该灯泡电阻为________Ω。 课堂练习 (3)小杜翻阅了该产品的说明书，说明书上写着“额定电压220 V,65 W”，小杜根据计算得知电阻约为745 Ω，这与实际测量结果相差较大，其主要原因可能是_______________。 T ×10 240 灯泡发光时温度很高，使得灯丝电阻率变大 【练习4】指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器，请回答下列问题。 (1)使用多用电表测电阻时，测量步骤如下：①调节图甲所示部件________(选填“K”“T”或“S”)，使指针_______________________________； ②将选择开关旋转到“Ω”挡的“×10”挡，并进行正确操作，接入待测电阻进行测量时发现指针指在图乙中的a位置，为了使多用电表测量的结果更准确，该同学应该选择欧姆挡________挡(选填“×1”或“×100”)；若经过正确操作，将两表笔接待测电阻两端时，指针指在图乙中的b位置，则待测电阻为________Ω； 课堂练习 S 正对左侧零刻度 ×1 20 ③测量完毕，将选择开关旋转到_______________________________位置。 (2)图丙是该多用电表欧姆挡内部电路示意图，用该多用电表测电阻，选择“×1 k”挡测量某二极管的阻值，指针指在图乙中的c位置，则与A表笔相连的是二极管的________(选填“正极”或“负极”)。 课堂练习 “OFF”挡或交流电压最高挡 正极 【练习5】关于多用电表及其使用操作，下列说法正确的是（   ） A. 使用欧姆表测电阻要选择合适的挡位，使指针指到中央刻度线附近 B. 测量不同电阻，每次都必须重新调零再进行测量 C. 测电流电压时，电流从红表笔流入黑表笔流出，测电阻时恰好相反 D. 多用电表的指针偏角越大，被测电阻的阻值越大 A 课堂练习 43 版权所有——庞留根 版权所有—庞留根2010.09.01， 【练习6】如图为欧姆表的原理示意图，其中电流表的满偏电流Ig=300微安，内阻Rg=100欧，可变电阻R的最大值为10千欧，电池的电动势E=1.5V，内阻r=0.5欧，图中与接线 柱A相连的表笔颜色应该是_______色， 按照正确使用方法测量电阻Rx的阻值时， 指针指在刻度盘的正中央， 则Rx=_______千欧。 红 5 r A B E R0 课堂练习 44 版权所有——庞留根 版权所有—庞留根2010.09.01， 【练习7】某一个多用电表的表盘部分刻度已模糊不清,调零后, 用它测量一个20Ω的电阻时，指针恰好指在刻度盘正中间。如果用它的同一档来测量一个未知电阻，指针指在满刻度的1/3处，则该电阻的阻值为___________Ω. 40 课堂练习 45 版权所有——庞留根 版权所有—庞留根2010.09.01， 【练习8】图为欧姆表原理图. 电流表满度电流Ig=300A，内阻rg=100，定值电阻R0=50，调零电阻最大阻值为50k,电源电动势E=1.5V, 内阻不计.该欧姆表能准确的测量范围是（ ） A.30k～80k B. 3k～8k C. 300～800 D. 30～80 + - rg G R0 R E r A B B 课堂练习 【练习9】一个多用电表的电池已使用很久了，表内电池的电动势有所下降而内阻明显增大。但是转动调零旋钮时，仍可使表针调至零欧姆刻度处，用这只多用表测出的电阻值R′，与被测电阻的真实值相比（　　） A．R′=R B．R′>R C．R′<R D．无法确定 B 课堂练习 47 版权所有——庞留根 版权所有—庞留根2010.09.01， 【练习10】某实验兴趣小组为了研究电表的改装原理和练习使用多用电表，设计了如下实验。 （1）图甲为某同学设计的电流表、电压表两用表的电路图，已知电流计G的量程是300mA，内阻是220Ω，电阻R1=11Ω，R2=100Ω，则选择开关接到________（填“1”或“2”）时是电流表，电流表、电压表的量程分别是_______A、______V； 课堂练习 1 6.3 696   48 版权所有——庞留根 版权所有—庞留根2010.09.01， 【练习11】（2）某同学用多用电表测量电阻时采用“×100”倍率，结果多用电表表盘指针位置如图乙中虚线所示，为了测量更加准确，这时应该采用_________（填“×10”或“×1k”）倍率，正确操作后读数如实线所示，则读数是________Ω； （3）一个多用电表的电池用久了，电动势由1.5V降成1V，内阻r由1.5Ω变成5Ω，现用此电表欧姆调零后测量一未知电阻，测得Rx=240Ω，则其真实值为___________Ω。 课堂练习 ×10 120 160 49 版权所有——庞留根 版权所有—庞留根2010.09.01， (2)在完成（1）实验后，需要继续测量一个阻值约20Ω的电阻．在用红、黑表笔接触这个电阻两端进行测量之前，请选择以下必需的步骤，并按操作顺序逐一写出步骤的序号：______。 A．将红表笔和黑表笔接触 B．把选择开关旋转到“×1”位置 C．把选择开关旋转到“×10”位置 D．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧 姆零点 【练习12】某实验小组进行多用电表的使用和改装实验． (1)用多用电表的欧姆挡测量电阻Rx的阻值，当选择开关置于欧姆“×100”的位置时，多用电表指针示数如图甲所示，则Rx的测量值为__________Ω。 1800 课堂练习 BAD 50 版权所有——庞留根 版权所有—庞留根2010.09.01， （3）用一个已知量程为5mA、内阻r＝100.0Ω的电流表G来设计并组装一个简易多用电表：要求有两个电流挡，量程分别为10mA和0.5A；两个电压挡，量程分别为2V和10V；一个欧姆挡（可以直接测电阻），采用如图乙所示的电路，其中A表笔是______（填“黑”或“红”）色。按设计要求，图乙中选用的定值电阻分别为R1=______Ω、R2=______Ω、R4=______Ω、R5=______Ω。 课堂练习 红 2 98 150 800 51 版权所有——庞留根 版权所有—庞留根2010.09.01， 【练习13】某物理兴趣小组要组装一个简易的欧姆表，他们设计了如图甲所示的电路，通过控制单刀多掷开关S，可使欧姆表具有“ × 1”、“ × 10”和“ × 100”三个倍率挡，并使改装后的刻度盘正中央的刻度对应电阻刻度的15，提供的器材规格如下： A．干电池（电动势E = 1.5V，内阻不计） B．毫安表G（量程为1mA，内阻为99.0Ω） C．电阻箱R1（0—99.9Ω） D．电阻箱R2（0—9.99Ω） E．滑动变阻器R3（0—1500Ω，额定电流0.5A） F．单刀多掷开关S一个，红、黑表笔各一支，导线若干 （1）该欧姆表的两只表笔中，________（填“A”或“B”）应为红表笔。当开关S接1时，欧姆表的倍率为________（填“ × 1”“ × 10”或“ × 100”）。 （2）将开关S接2时，若为 × 10倍率挡，则电阻箱R1的阻值应调整为________Ω，将开关S接3时，为第三种倍率，则电阻箱R2的阻值应调整为________Ω。 课堂练习 A ×100 11.0 1.00 52 版权所有——庞留根 版权所有—庞留根2010.09.01， 【练习13】（3）当开关S接2时，经正确操作后，指针如图乙中a所示。为了使测量的结果更准确，应使开关S接________（填“1”或“3”），然后两表笔短接，调节滑动变阻器R3，使毫安表指针指在1.0mA刻度处，再把两表笔接在被测电阻两端，指针如图乙中b所示，则被测电阻的阻值约为________Ω。 课堂练习 3 10 53 版权所有——庞留根 版权所有—庞留根2010.09.01， 谢 谢 观 看 $$