4.4 练习使用多用电表 课件 -2024-2025学年高二上学期物理粤教版（2019）必修第三册

5 第四节　练习使用多用电表 第四章　闭合电路 1 了解多用电表的基本结构，知道多用电表的测量功能 2 理解多用电表电阻挡测电阻的原理 3 会使用多用电表测量电流、电压和电阻，并能测量二极管的正、反向电阻 重点 4 会排查电路故障 重难点 重难点 2 多用电表 一 3 多用电表集电流表、电压表、欧姆表的功能于一身，是一种多功能仪表，它能够测量电流、电压、和电阻的大小。那么，它又该如何使用呢？ 指针式 机械化 数字式 自动化、数字化、智能化 下面，我们就来一起来认识一下多用电表！ 4 欧姆调零旋钮 表笔 表盘 定位螺丝 选择开关 插孔 认识表盘 电阻的刻度线 直流电流、电压的刻度线 交变电压2.5V的刻度线 指针定位螺丝 “0”刻度线在右边 “0”刻度线在左边 高中阶段一般用不到 无论测电压、电流和电阻，均从左向右偏。 指针 6 选择开关 欧姆调零旋钮 交流电压挡 欧姆挡 直流电流挡 直流电压挡 红表笔插孔 黑表笔插孔 2.数字式多用电表 如图所示，数字式多用电表的上半部分是_______，下半部分为________，数字式多用电表的测量值以_____形式直接显示。 读数屏 选择开关 数字 多用电表电阻挡的原理 二 已知电源电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.5 Ω，小量程电流表的满偏电流为Ig＝10 mA，电流表内阻Rg＝7.5 Ω。 (1)若用导线把A、B直接连起来，此时应把可变电阻R1调为多少才能使电流表恰好满偏？ (2)调到满偏后保持R1的值不变，在AB间接一个多大的电阻R0，才能使电流表指针指向刻度盘中间位置？ (3)保持R1的值不变，如果把任意电阻Rx接在A、B间，电流表读数Ix与Rx的值有什么关系？ (4)通过以上计算，你有何发现？ 1.多用电表电阻挡(即欧姆表)由表头、电源和可变电阻三部分组成。 2.欧姆表的原理 欧姆表的测量原理是_________________，欧姆表内部电路与外部被测电阻Rx一起组成闭合电路。 闭合电路欧姆定律 (1)红、黑表笔短接，如图甲所示，被测电阻Rx＝0时，调节调零电阻R1， 使电流表指针达到满偏，有I＝Ig＝__________＝ ，这一过程叫_____ _____。满偏电流Ig处可标电阻大小为“____”。 (2)红、黑表笔断开，如图乙所示，被测电阻Rx→∞，有I＝0，可以在I＝0处标电阻大小为“_____”。 (3)当Rx为0到∞之间某一数值时， 如图丙所示，Ix＝_____________ ＝ ，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。 欧姆 调零 0 ∞ (4)当Rx＝__________时，指针偏转到表盘中间，有I＝ ，此时Rx等于欧姆表的_________，称为中值电阻。 Rg＋R1＋r 内阻RΩ 优点:测量方便 缺点:只能粗略测量电阻 若电池用久了，电动势会变化 产生误差较大用久后测量值偏大 1.把一量程为6 mA、内阻为100 Ω的电流表改装成欧姆表，电路如图所示，现备有如下器材： A.电源E＝3 V(内阻不计)； B.滑动变阻器0～100 Ω； C.滑动变阻器0～500 Ω； D.红表笔； E.黑表笔。 (1)滑动变阻器选用_____。(填器材前的序号) C (2)红表笔接____端，黑表笔接____端。(均选填“M”或“N”) N M 例题 (3)按正确方法测量Rx，指针指在电流表2 mA刻度处，则电阻值应为________；若指针指在电流表3 mA刻度处，则电阻值应为_______。 1 000 Ω 500 Ω (4)若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述电阻Rx，其测量结果与原结果相比将_____(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 偏大 2.如图所示为多用电表欧姆挡的原理示意图，其中电流表的满偏电流为3 mA，内阻r＝100 Ω，调零电阻的最大值R＝50 kΩ，串联的固定电阻R0＝50 Ω，电池电动势E＝1.5 V，内阻r＝1 Ω，用它测量电阻Rx，能准确测量的阻值范围约为 A.30～80 kΩ B.3～8 kΩ C.300～800 Ω D.30～80 Ω √ 多用电表的使用 三 1.多用电表内部构造 如图所示是简化的多用电表电路图，它由表头G、电流表电路、电压表电路、欧姆表电路以及选择开关S等部分组成，其中1、2为_____测量端，3、4为_____测量端，5为_____测量端。测量时，黑表笔插入“－”插孔，红表笔插入“＋”插孔，选择开关S旋转到待测量 相应的测量端。使用时，电路只有一部分起作用。 2.使用前，应调节多用电表的_________旋钮，使 指针正对电流的_______。 使用后，要把选择开关拨至“___________”挡或 “____________”挡。 电流 电压 电阻 机械调零 零刻度 OFF 最大交流电压 3.使用多用电表测量电压、电流和电阻。 (1)测电压： ①在用直流电源对小灯泡正常供电的情况下，选择__________挡合适的量程，并将选择开关旋至相应位置。 ②将多用电表_____在待测电路两端，注意红表笔接触点的电势应比黑表笔接触点的电势____。 ③根据表盘上相应量程的直流电压刻度读出电压值。 直流电压 并联 高 (2)测电流： ①在用直流电源对小灯泡正常供电的情况下，选择直 流电流挡合适的量程，并将选择开关旋至相应位置。 ②断开开关，把多用电表_____在电路中，注意电流 应从____表笔流入多用电表。 ③读数时，根据表盘上相应量程的直流电流刻度进行读数，要认清刻度盘上的最小刻度。 串联 红 (3)测电阻： ①选挡：估计待测电阻的大小，旋转选择开关，使其尖端对准电阻挡的合适挡位。选择倍率时，应使指针尽可能指在刻度盘中间区域。 ②欧姆调零：将红、黑表笔_____，调整欧姆调零旋钮，使指针指向“____”。 ③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_____即为待测电阻阻值。 ④测另一电阻时重复①②③三步。 短接 0 倍率 4.多用电表测二极管的正、反向电阻 (1)认识二极管：如图所示，它由半导体材料制成，左端为 正极，右端为负极。 特点：二极管具有单向导电性。电流从正极流入时为正向电阻，电阻_____(填“很小”或“很大”)，而从负极流入时为反向电阻，电阻_____(填“很大”或“很小”)，接近断路。 (2)测二极管正向电阻：将多用电表的选择开关旋至低倍率的电阻挡，欧姆调零之后将黑表笔接触二极管的正极，红表笔接触二极管的负极。 (3)测二极管反向电阻：将多用电表的选择开关旋至高倍率的电阻挡，欧姆调零之后将黑表笔接触二极管的负极，红表笔接触二极管的正极。 很小 很大 思考：若测一个阻值为160 Ω左右的电阻，应该选择哪个欧姆挡位？ 160×1 Ω 偏角小 ——示数过大 ——倍率过低 1.6×100 Ω 16×10 Ω 倍率合适 指针指在刻度中央附近，误差较小 偏角大 ——示数过小 ——倍率过高 把选择开关旋转到OFF 位置或交流电压最高档结束测量。 机械调零 选档 欧姆调零 测电阻 指针偏转合适吗？ 读数：示数×倍率 中间→合适 不合适 偏角小换大档 偏角大换小档 ↓ 测量前 偏角小 ↑ 偏角合适 ↑ 偏角大 ↑ 总结归纳 3.(2024·汕尾市高二期末)如图甲所示是指针式多用电表的电路简图，它由表头G、直流电流测量电路、直流电压测量电路、电阻测量电路以及选择开关S等部分组成，小兰和实验小组成员一起练习使用多用电表，设计了如下实验： 例题 (1)图甲公共端接入的是________(选填“红表笔”或“黑表笔”)，选择开关接到“2”时是________(选填“电流表”或“电压表”)，已知电流计G的量程是300 mA，内阻是220 Ω，电阻R1＋R2＝11 Ω，R3＝100 Ω，则选择开关接到“2”时的量程是_____、选择开关接到“3”时的量程是______。 黑表笔 电流表 6.3 A 696 V (2)小兰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，为了使测量更加 准确，这时应该采用_______(填“×10” 或“×1k”)倍率，换完倍率以后需要 _____________，如果此时读数如图乙中实线所示，则读数是_______ Ω。 ×10 重新欧姆调零 120 4.(2024·汕头市高二期中)多用电表可以用来测电压、测电流、测电阻、检验二极管的导电性能。 (1)关于多用电表的使用，下列操作正确的是_____。 A.测电压时，按图甲连接方式进行测量 B.测电流时，按图乙连接方式测量 C.测电阻时，可以按图丙连接方式测量 D.测二极管的反向电阻时，应按图丁连接方式测量 AB (2)用多用电表的欧姆挡测量阻值约为几十千欧的电阻R，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R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使其尖端对准最大交流电压挡或“OFF”挡，并拔出两表笔。 将正确步骤按合理的顺序排列：_____。 cabe 根据图戊所示指针位置，此时被测电阻的阻值约为______； 戊 30 kΩ (3)下列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，重新欧姆调零后测量 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，应该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 多用电表的读数 四 读数时要注意读表盘上的哪条刻度线，电压表、电流表的读数要看清选择开关所选择的量程，确定每一小格表示多少及应读到的有效数字位数. 直流电流 25 mA 量程，精度（ ），指针 b 的读数是（ ） 直流电压 5 V 量程，精度（ ），指针 a 的读数是（ ） “1、2、5”分度读数： 精确度是1、0.1、0.01的要估读到下一位； 精确度是2、0.2、0.02或者5、0.5、0.05的读到本位。 读到本位：(1)不往下估读 (2)本位进行或估读 0.1V 0.2 V 1.14 V 0.5 mA 直流电压 10 V 量程，精度（ ），指针 c 的读数是（ ） 4.5 V 20.0 mA c 5.(2023·汕头市高二期中)如图所示为多用电表的刻度盘。若选用倍率为“×100”的电阻挡测电阻时，表针指示如图所示，则： (1)所测电阻的阻值为_____ Ω；如果要用 此多用电表测量一个阻值约为2.0×104 Ω的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的电阻挡是______(选填“×10”“×100”或“×1 k”)。 800 ×1 k 例题 (2)当选用量程为50 mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为_____ mA；当选用量程为250 mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为_____ mA。 35.0 175 (3)当选用量程为10 V的电压挡测量直流电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为____ V。 7.0 用多用电表检测电路故障 五 1.电压表检测法 若电路断路，将电压表与电源并联，若有电压说明电源完好。若电路断路，将电压表逐段与电路并联，若某一段电压表指针偏转，说明该段电路中有断点。若电路短路，则用电压表逐段与电路并联，某一段电压表示数为零，则该段电路被短路。 2.欧姆表检测法 断开电路，用多用电表的欧姆挡测量待测部分的电阻，若检测部分示数正常，说明两点间正常；若检测部分电阻很小(几乎为零)，说明该部分短路；若检测部分指针几乎不动，说明该部分断路。 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，应用多用电表的直流电压挡进行检查，选择开关置于10 V挡。该同学测试结果如表甲所示，在测试c、d间直流电压时，红表笔应接触____(选填“c”或“d”)。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 表甲 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 c D 例题 (2)将开关断开，再选择欧姆挡测试，测量结果如表乙所示，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 表乙 测试点 指针偏转情况 c、d   d、e   e、f   BD 练习使用多用电表 测电流、电压 正向电阻小 测二极管的正反向电阻 反向电阻大 读数取中间一行的均匀刻度 检测电路故障 测电阻 选合适的倍率 读数取最上面一行的不均匀刻度 换挡要重新欧姆调零 测电流串联进电路 测电压并联进电路 偏角大换小挡 偏角小换大挡 (1)两表笔直接接触时，调节滑动变阻器的阻值使电流达到满偏Ig＝ 解得R0＝400 Ω，故滑动变阻器应选C。 (2)红表笔接内部电源的负极，黑表笔接内部电源的正极，所以红表笔接N端，黑表笔接M端。 (1)“红进黑出”，公共端接入的是黑表笔； 接到“2”时，R1与R2组成的串联支路和电流计G并联，起分流作用，所以是电流表； 电流表的量程为I2＝I＋IG＝6.3 A 接到“3”时是电压表，电压表的量程为U＝IGRG＋I2R3＝696 V (2)指针指到表盘靠近中间位置时比较准 确，虚线所指电阻较小，改用“×10” 倍率； 根据欧姆表的使用规则，换完倍率以后 需要重新进行欧姆调零； 指针所指为12，再乘以倍率10，所以读数为120 Ω。 (1)电流“红进黑出”，则测电压时，图甲中红、黑表笔接法正确，选项A正确； 电流“红进黑出”，测电流时，应按图乙连接方式测量，选项B正确； 测电阻时，应该使待测电阻与电源断开，则选项C错误； 测二极管的反向电阻时，黑表笔接右端，红表笔接左端，选项D错误。 (2)测量几十千欧的电阻R可选择欧姆挡“×1 k”的挡位测量，测量前应先进行欧姆调零；使用完毕应将选择开关置于OFF位置或者最大交流电压挡，并拔出表笔，故正确的步骤为cabe； 因为使用的是×1 k的挡位，根据题图戊所示指针位置，此被测电阻的阻值约为30 kΩ； 戊 (3)测量电阻时如果指针偏转过大，说明所选挡位倍率太大，为减小测量误差，应将选择开关S拨至倍率较小的挡位，重新欧姆调零后测量，选项A正确； 测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，不会影响测量结果，选项B错误； 测量电路中的某个电阻，为保护电表，应该把该电阻与电路断开，选项C正确； 用欧姆表测电阻，换挡后要重新进行欧姆调零，用同一挡位测不同阻值的电阻不需要重新进行欧姆调零，选项D错误。 (1)用倍率为“×100”的电阻挡测电阻，由图示可知，电阻阻值为8×100 Ω＝800 Ω； 多用电表测量一个阻值约为2.0×104 Ω的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的电阻挡是“×1 k”。 (2)选用量程为50 mA的电流挡测量电流，由图示表盘可知，其分度值为1 mA，示数为35.0 mA； 选用量程为250 mA的电流挡测量电流，由图示表盘可知，其分度值为5 mA，示数为175 mA； (3)选用量程为10 V的电压挡测量电压，由图示表盘可知，其分度值为0.2 V，示数为7.0 V。 (1)对多用电表而言，电流应从红表笔流入该表内，由题图能看出c点电势高于d点电势，知红表笔应接触c点。由表甲可知d、f间有示数，则d—c—a—电池—b—f间无断路，C错误；若仅灯A短路或灯B短路，不会造成A、B灯都不亮，A、B错误；若df段断路，则与测试结果相符，D正确。 (2)由表乙可知，c、d间有一定的电阻但不是很大，灯A既不短路也不断路，A、C错误；d、e间存在大电阻，表明d、e间导线断路，D正确； e、f间电阻为零，则灯B短路，B正确。 BENKEJIESHU 本课结束 Lavf58.20.100 ＝，解得R0＝150 Ω 由Ig＝可得，R1＝－(Rg＋r)＝142 Ω Rx＝－150(Ω) Rx与Ix一一对应，若把电流表的电流刻度都按Rx＝－150(Ω)的规律转换成电阻刻度，就可制成一个能直接测量电阻的仪器。 Ix＝ Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 ， (4)当电池电动势变小，内阻变大时，欧姆表重新调零，由于满偏电流Ig不变，由公式Ig＝，欧姆表内阻应调小，待测电阻的阻值通过电流表的示数体现，由I＝＝＝，可知当r内变小时，接入同样的被测电阻，通过的电流变小，欧姆表读数偏大。 (3)电流I＝2 mA时，有I＝，解得Rx＝1 000 Ω。电流I′＝ 3 mA时，I′＝，解得Rx′＝500 Ω。 欧姆表的中值电阻附近刻度最均匀，读数误差最小；欧姆表的中值电阻R中等于欧姆表的内电阻R内，由闭合电路欧姆定律可知，满偏时Ig＝，半偏时Ig＝，代入数据联立解得R中＝R内＝0.5 kΩ， 欧姆表能准确测量的阻值范围约为300～800 Ω，故选C。 通过电阻R1与R2组成串联支路的电流I ＝＝6 A $$