11.5 实验：练习使用多用电表 课件 -2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

5. 实验：练习使用多用电表 课程：高中物理 教材：高中物理人教版必修 第三册 章节：5. 实验：练习使用多用电表 学习目标 了解多用电表可测直流电流、电压、交流电压及电阻，认识其表盘和选择开关。 学会使用前调指针定位螺丝，根据被测物理量和估计值选档、量程，测量电压、电流时注意表笔接法与电流方向，测电阻选合适倍率使指针在中间区域，不使用时旋至OFF档。 课堂导入 情境 · 想象一下，你正在修理一辆老式自行车。车灯突然不亮了，可能是灯泡坏了，也可能是线路问题。手边没有专门的测试工具，只有一个看起来有点复杂的仪器——多用电表。这个神奇的盒子能告诉你电压是否正常，线路是否通断，甚至能找出故障的具体位置。 问题 · 这个看似简单的仪器为何能完成这么多不同的测量任务？它内部究竟隐藏着怎样的工作原理，让电压、电流和电阻这些看不见的物理量变得触手可及？ 探究新知 实验目的 掌握多用电表的基本使用方法，能够正确测量直流电压、直流电流和电阻，理解多用电表的工作原理和操作规范。 实验思路 · 核心问题：如何正确使用多用电表测量不同物理量？ · 测量方法：通过选择开关切换不同功能档位，结合表笔连接方式实现电压、电流和电阻的测量。 · 数据处理：根据表盘刻度读数，结合量程选择计算实际测量值。 实验器材 · 多用电表（模拟式或数字式）：测量电压、电流和电阻。 · 直流电源（输出电压可调）：为电路提供稳定电压。 · 小灯泡（额定电压2.5V）：作为被测对象。 · 导线（带鳄鱼夹）：连接电路元件。 · 电阻箱（阻值可调）：作为已知电阻进行校准。 实验原理 · 电压测量原理：通过并联高阻值电阻分压，将表头改装为电压表。 · 电流测量原理：通过并联小阻值电阻分流，将表头改装为电流表。 · 电阻测量原理：利用欧姆定律​，通过内置电池和电流测量电路实现电阻测量。 实验过程 步骤 1：认识多用电表 · 观察多用电表的外形结构，上半部分为表盘，下半部分为选择开关。 · 识别表盘上的刻度线：直流电压/电流刻度（均匀分布）、电阻刻度（非均匀分布）。 · · 图11.5-1 多用电表 步骤 2：机械调零 · 使用前调整指针定位螺丝，使指针指到零刻度（最左侧）。 · 注意：此调零仅针对机械零点，与后续欧姆调零不同。 步骤 3：测量小灯泡电压 · 按图11.5-2连接电路，直流电源给小灯泡正常供电。 · 将选择开关旋至直流电压档，选择量程应大于小灯泡额定电压（如10V档）。 · 红表笔接高电势端，黑表笔接低电势端，读取表盘直流电压刻度值。 · · 图11.5-2 测量小灯泡的电压 步骤 4：测量小灯泡电流 · 断开电路，将小灯泡的一个接线柱导线卸开。 · 选择开关旋至直流电流档（如500mA档），将多用电表串联接入电路。 · 确保电流从红表笔流入，闭合开关后读取直流电流刻度值。 · · 图11.5-3 测量通过小灯泡的电流 步骤 5：测量电阻 · 选择开关旋至电阻档（如×100档），短接两表笔进行欧姆调零。 · 用表笔接触电阻两端，读取表盘电阻刻度后乘以倍率。 · 若指针偏转过大/过小，应更换更小/更大倍率重新调零测量。 步骤 6：认识数字式多用电表 · 对比图11.5-4，说明数字式多用电表直接显示数值、无需估读的优点。 · · 图11.5-4 数字式多用电表 数据处理 数据收集 测量项目 量程选择 指针读数 实际值（读数×量程系数） 小灯泡电压 10V档 小灯泡电流 500mA档 未知电阻1 ×100档 未知电阻2 ×1k档 参考数据 测量项目 量程选择 指针读数 实际值 小灯泡电压 10V档 2.5 2.5V 小灯泡电流 500mA档 150 150mA 未知电阻1 ×100档 25 2.5kΩ 未知电阻2 ×1k档 7.5 7.5kΩ 处理分析 · 电压/电流测量：直接读取对应刻度值，注意量程换算（如10V档满量程对应刻度10）。 · 电阻测量：读数×倍率，例如指针指25且倍率为×100时，R=25×100=2500ΩR=25×100=2500Ω。 注意事项与误差分析 注意事项 1. 测电压时多用电表需并联接入电路。 2. 测电流时必须先断开电路串联接入。 3. 测电阻时严禁带电操作。 误差来源 1. 指针未调零导致系统误差。 2. 读数时视线未垂直表盘产生视差。 3. 电阻档电池电量不足影响测量。 交流与评估 1. 为什么测量电阻时需要欧姆调零？若无法调零说明什么问题？ · 参考答案：调零是为补偿电池内阻变化，无法调零可能电池耗尽或内部电路故障。 1. 比较模拟式和数字式多用电表的优缺点。 · 参考答案：模拟式需估读但成本低，数字式精度高但依赖电源。教学中建议先用模拟式理解原理。 课堂总结 $ 5. 实验：练习使用多用电表 授课人：李晓萍 学习目标 01 学习目标 知道多用电表可测直流电流、电压、交流电压及电阻；能识别表盘和选择开关，掌握使用前调零、选档，测量电压电流时量程选择与表笔接法，测电阻选合适倍率及读数方法，不使用时置OFF档。 课堂导入 01 当多用电表的选择开关旋转到不同位置时，它内部发生了什么变化？为什么测量电压时要把表笔并联在电路中，而测量电流时却要串联？这个看似简单的仪器背后，隐藏着怎样的电路设计智慧？ 问题 想象一下，你正在修理一辆老旧的自行车。车灯不亮了，可能是灯泡坏了，也可能是线路断了。手边没有专门的测试工具，只有一个看起来有点复杂的仪器——多用电表。这个神奇的盒子能告诉你电压、电流，甚至还能测量电阻。但你知道怎么用它找出问题的根源吗？ 情境 课堂导入 探究新知 01 探究新知 实验目的 掌握多用电表的基本使用方法，能够正确测量直流电压、直流电流和电阻，理解多用电表的工作原理和操作规范。 实验思路 核心问题：如何使用多用电表准确测量不同物理量？ 测量方法：通过选择开关切换功能档位，配合表笔接触测量点实现多物理量测量。 数据处理：根据表盘刻度或数字显示直接读数，结合倍率计算电阻值。 实验器材 多用电表（模拟式或数字式）：用于测量电压、电流和电阻。 直流电源（输出电压可调）：为小灯泡供电。 小灯泡（额定电压 2.5V）：作为被测电路元件。 导线（带鳄鱼夹）：连接电路。 待测电阻（阻值 10Ω - 1kΩ）：用于电阻测量练习。 开关：控制电路通断。 实验原理 直流电压测量原理：通过并联高阻值分压电阻扩展量程，红表笔接高电势点，黑表笔接低电势点。 直流电流测量原理：通过串联低阻值分流电阻扩展量程，电流从红表笔流入、黑表笔流出。 电阻测量原理：利用内置电池提供电流，通过欧姆定律 计算阻值，需注意倍率选择。 步骤 1：认识多用电表 观察多用电表外观，识别表盘刻度（直流电压/电流、交流电压、电阻）、选择开关及功能区域。 调整指针定位螺丝，确保指针初始位置对准零刻度线。 图11.5-1 多用电表 实验过程 1. 按图11.5-2连接电路，直流电源调至3V，闭合开关使小灯泡正常发光。 2. 将选择开关旋至直流电压档（量程选10V），红表笔接灯泡正极，黑表笔接负极。 3. 读取表盘直流电压刻度值，记录电压 。 图11.5-2 测量小灯泡的电压 步骤 2：测量小灯泡电压 1. 断开开关，卸下小灯泡一端的导线，将多用电表串联接入电路。 2. 选择开关旋至直流电流档（量程选500mA），红表笔接电源正极侧，黑表笔接灯泡侧。 3. 闭合开关，读取直流电流刻度值，记录电流 。 图11.5-3 测量通过小灯泡的电流 步骤 3：测量小灯泡电流 1. 断开电路电源，将选择开关旋至电阻档（×100倍率），短接表笔调零。 2. 用表笔接触待测电阻两端，若指针偏转过大/过小，更换×10或×1k倍率重新测量。 3. 读取电阻刻度值，乘以倍率得实际阻值 。 步骤 4：测量电阻 01 对比数字式多用电表（图11.5-4），直接读取屏幕数值，无需倍率计算。 图11.5-4 数字式多用电表 步骤 5：数字式多用电表操作 02 步骤 3：测量小灯泡电流 数据处理 数据收集 测量项目 量程选择 测量值 单位 小灯泡电压 10V档 V 小灯泡电流 500mA档 mA 电阻R₁ ×100档 读数×100= Ω 电阻R₂ ×1k档 读数×1000= Ω 数据处理 参考数据 测量项目 量程选择 测量值 单位 小灯泡电压 10V档 2.4 V 小灯泡电流 500mA档 120 mA 电阻R₁ ×100档 15×100=1500 Ω 电阻R₂ ×1k档 0.8×1000=800 Ω 处理分析 电压/电流验证：根据 计算小灯泡功率，与额定功率对比评估测量准确性。 电阻测量优化：比较不同倍率下的测量结果，分析指针位置对读数误差的影响。 1. 指针未调零导致系统误差。 2. 读数视角非垂直引入视差。 3. 电池老化影响电阻档精度。 误差来源 1. 测电压时需并联，测电流时需串联。 2. 电阻测量前必须调零且断电。 3. 换档前断开表笔防短路。 注意事项 注意事项与误差分析 交流与评估 1. 若误用电流档测电压，分析可能后果及保护措施。 参考答案：会导致表头过载烧毁保险丝。保护措施：①优先选择高量程；②数字表有过载保护功能。 2. 为何电阻档需短接调零？若无法调零说明什么？ 参考答案：调零是补偿电池内阻变化。无法调零可能因电池电量不足或内部电路故障。 课堂总结 01 01 课堂总结 课堂练习 01 【题文】如图为多用电表的原理示意图，其中表头G的满偏电流为1mA，内阻 ， ，调零电阻的最大值 ，电池电动势 ，内阻 。虚线框中S为选择开关，下列说法正确的是（       ） A．若电池用久了，电动势减小，内阻增大，即使能够欧姆调零，测量的电阻值也会偏小 B．若电压表的量程为0~3V，则 的阻值为2820Ω C．测某电阻阻值时，正确操作后若指针指在正中央，则待测阻值为150Ω D．图中的A端与黑色表笔相连接 【答案】C 课堂练习 【题文】如图是一个多用电表的简化电路，S为单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱O可以接通 不同挡位，下列说法正确的是（　　） A．当开关S分别接1和2时，测量的是电流，其中S接1时量程较小 B．当开关S分别接3和4时，测量的是电阻，其中A是红表笔 C．当开关S分别接5和6时，测量的是电阻，其中A是红表笔 D．当开关S分别接5和6时，测量的是电压，其中S接5时量程较大 【答案】B 课堂练习 【题文】某欧姆表的内部电路如图所示，该欧姆表有两个倍率：“ ”倍率和“ ”倍率。下列说法正确的是（　　） A．如果使用“ ”倍率时指针偏角过大，应换“ ”倍率 B．电流计中的电流I与待测电阻 成反比 C．开关S闭合时为“ ”倍率 D．电路图中右侧的表笔b为红表笔 【答案】A 课堂练习 感谢聆听 Thank You $