第4章 第3节 科学测量：用多用电表测量电学量(一)（配套课件PPT）-【步步高】2025-2026学年高二物理必修第三册学习笔记（鲁科版）

该高中物理课件聚焦“用多用电表测量电学量”，核心涵盖欧姆表原理（基于闭合电路欧姆定律）和多用电表读数方法。通过“思考与讨论”分析原理示意图，联系电压表、电流表结构，搭建从单一电表到多用电表的认知支架，衔接前后知识。 其亮点在于以科学思维中的模型建构和科学推理为核心，通过欧姆表满偏/半偏计算、中值电阻分析等推导过程，结合不同量程读数的估读示例，培养学生物理观念与科学探究能力。分层课时练习搭配实例解析，助力学生巩固知识，也为教师提供结构化教学资源，提升教学效率。

科学测量：用多用电表测量电学量(一) 第3节 第 4 章 1.了解欧姆表的原理，进而了解多用电表的原理(难点)。 2.知道多用电表的读数方法，会对多用电表的电压、电流和电阻值进行读数(重点)。 学习目标 内容索引 课时对点练 一、认识多用电表 二、欧姆表的原理 三、多用电表的读数 < 一 > 认识多用电表 多用电表也称“万用表”，是一种集测量电压、电流和电阻等功能于一体的仪器。它具有用途广、量程大、使用方便等优点。 多用电表的外部结构如图所示，完成以下内容： 机械调零旋钮 欧姆挡 直流电流挡 欧姆调零旋钮 电阻 直流电压挡 思考与讨论 如图为多用电表的原理示意图，根据电压表、电流表及欧姆表的内部结构说明图中1~5触点各测量什么物理量？ 答案　1、2测量电流，3、4测量电压，5测量电阻 　如图所示为多用电表的示意图，试回答下列问题： 例1 (1)当选择开关位置旋至“mA”挡中的“2.5”挡位时，则测量的是 　。 (2)当选择开关位置旋至“V”挡中的“50”挡位时，则测量的是 　。 (3)当选择开关位置旋至“Ω”挡中的“×100”挡位时，则测量的是 　。 0~2.5 mA的直流电流 0~50 V的直流电压 电阻大小等于读数×100的电阻 (4)无论用多用电表进行何种(直流)操作测量，电流都应该是从　　　表笔经“　　”插孔流入电表。  红 ＋ 当多用电表的选择开关置于相应的物理量区域时，多用电表就可以测量该量，选择开关所指的数值就是测量时所需的量程，需要注意的是：由于测电阻的原理和测电流、电压的原理不同，当选择开关在测电阻区域时，对应的数值是倍率，而不是量程。多用电表在测量时，红表笔要插入“＋”插孔，黑表笔要插入“－”插孔，在测量电路中，电流应从红表笔流入。 返回 < 二 > 欧姆表的原理 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？ 答案　由Ig＝可得，R1＝－(Rg＋r)＝142 Ω (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？ 答案　，解得R0＝150 Ω (3)保持R1的值不变，如果把任意电阻R接在A、B间，电流表读数I与R的值有什么关系？ 答案　I＝ R＝－150(Ω) (4)通过以上计算，你有何发现？ 答案　R与I一一对应，若把电流表的电流刻度都按R＝－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。 欧姆表的测量原理是 ，欧姆表内部电路与外部被测电阻R一起组成闭合电路。 (1)红、黑表笔短接，如图甲所示，被测电阻R＝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“ ”。 梳理与总结 闭合电路欧姆定律 欧姆调零 0 (2)红、黑表笔断开，如图乙所示，被测电阻R→∞，有I＝0，可以在I＝0处标电阻大小为“ ”。 (3)当R为0到∞之间某一数值时，如图丙所示，I＝，每个R值都对应一个电流值，在刻度盘上直接标出与I值对应的R值。 (4)当R＝ 时，指针偏转到表盘中间，有I＝，此时R等于欧姆表的 ，称为中值电阻。 ∞ Rg＋R1＋r 内阻RΩ 思考与讨论 如果把某电流表改装成欧姆表，欧姆表的刻度均匀吗？电流表的刻度“0”，对应电阻刻度是多少？ 答案　电流表的刻度是均匀的，由表达式R＝－(R1＋r＋Rg) 可知，电阻R与电流I不是线性关系，故欧姆表刻度不均匀。电流为0时，两表笔断开，对应的电阻为“∞”。 　把一量程6 mA、内阻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。 例2 (1)滑动变阻器选用　　　　(选填“B”或“C”)。  C 两表笔直接接触时，移动滑动变阻器的滑片使电流达到满偏，Ig＝，解得R0＝400 Ω，故滑动变阻器应选C。 (2)红表笔接　　　　端，黑表笔接　　　　端。(均选填“M”或“N”)  N M 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。 (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　　　　 Ω；若指针指在电流表3 mA刻度处，则电阻值应为　　　　 Ω。  1 000 500 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。 (4)若该欧姆表使用一段时间后，电源电动势变小，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　　　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。  偏大 当电源电动势变小，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＝，欧姆表内阻要调小，待测电阻的阻值是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，欧姆表读数变大。 1.如图，红表笔接“＋”插孔，黑表笔接“－”插孔，即红“＋”黑“－”。 总结提升 2.电流方向为“红进黑出”。 3.黑表笔与欧姆表内部电源正极相连，红表笔与负极相连。 　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 例3 √ 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＝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。 返回 <三> 多用电表的读数 1.估读：如图所示，在测量直流电压时，若选择开关对应的量程为2.5 V，看第二排刻度线(可参考第一排数字)，由此量程可确定刻度每大格值为0.5 V，每小格值为0.05 V，即测量精度为0.05 V。读数时要估读到测量精度的五分之一，也就是由指针位置可读得电压准确值为2.1 V，估读值为小格值的，即0.02 V，所以电压测量值为2.12 V。 2.估读：如图所示，在测量直流电流时，若选择开关对应的量程为100 mA，看第二排刻度线(可参考第三排数字)，由此量程可确定刻度每大格值为20 mA，每小格值为2 mA，即测量精度为2 mA。读数时要估读到测量精度的二分之一，这时要求“半格估读”，即不足半格的略去，超过半格的要按半格读出或整格读出。图中指针位置接近92 mA，所以电流测量值为92 mA。 3.估读：如图所示，在测量直流电压时，若选择开关对应的量程为50 V，看第二排刻度线(可参考第二排数字)，由此量程可确定刻度每大格值为10 V，每小格值为1 V，即测量精度为1 V。读数时要估读到测量精度的十分之一，图中指针位置电压测量值为45.9 V。 4.在测量电阻时，若选择倍率“×10”，指针位置如图所示，看第一排刻度线，由刻度10~15有5小格，可确定每小格值为1，由图中指针位置可读得刻度值为10.6，倍率为“×10”，电阻测量值为106 Ω。 　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： 例4 (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 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)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 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)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 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。 返回 <四> 课时对点练 题号 1 2 3 4 5 6 答案 AC C AD BD A (1)3.4　(2)1.70　 (3)3 000 题号 7 8 9 答案 欧姆　15 kΩ　电流　5.0 mA　直流电压　25.0 V (1)3.4　(2)3.0　 2 500 (1)黑　(2)2 990　 (3)2 000　(4)C 对一对 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1.(多选)关于多用电表表盘上的刻度线，下列说法正确的是 A.直流电流刻度线和直流电压刻度线都是均匀的，可以共用一个刻度盘 B.电阻刻度是均匀的 C.电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度线相对应 D.电阻刻度上的零刻度与直流电流的零刻度线相对应 基础对点练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 √ √ 2.以下是欧姆表原理的电路示意图，正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 √ 选项B的欧姆表中没有可调电阻，B错误； 选项A、D电流表的负极接到了电源的正极，A、D错误； 红表笔应接电源的负极，黑表笔应接电源的正极，C正确。 3.(多选)如图所示为多用电表测电阻原理图，表头内阻为Rg，调零电阻为R0，电源的电动势为E，内阻为r，则下列说法中正确的是 A.它是根据闭合电路欧姆定律制成的，并且由灵敏电流 计G改装的 B.接表内电源正极的应是红表笔，测量时遵循“红进黑 出”原则 C.欧姆挡对应的刻度不均匀，且“∞”刻度一般在刻度盘的最右端 D.每次换电阻倍率挡时，都需重新欧姆调零，调零后刻度盘中央刻度值 是r＋Rg＋R0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 √ √ 欧姆表的工作原理是闭合电路的欧姆定律，由灵敏电流计G改装成的，故A正确； 欧姆表内置电源的负极与红表笔相连，黑表笔与正极相连，遵循“红进黑出”原则，故B错误； 欧姆表零刻度线一般在最右侧，最大刻度线一般在最左侧，故C错误； 欧姆表每次换倍率挡时，都需要欧姆调零，欧姆表的内阻等于其中值电阻，欧姆表内阻为r＋Rg＋R0，其中值电阻也为r＋Rg＋R0，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 4.(多选)如图所示是多用电表内部结构示意图，通过选择开关分别与1、2、3、4、5相连，以改变电路结构，可以分别作为电流表、电压表和欧姆表使用，下列说法正确的是 A.甲接红表笔、乙接黑表笔 B.开关接1时比接2时电表量程大 C.开关接4时比接5时电表量程大 D.开关接3时，电表的“0”刻度位置一般在表盘右侧 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 由电路可知，甲接黑表笔、乙接红表笔，选项A错误； 开关接1和2时是电流表，接1时电流计并联的电阻比接2时并联的电阻小，可知接1时比接2时电表量程大，选项B正确； 开关接4、5时是电压表，接4时串联的电阻比接5时串联的电阻小，则接4时比接5时电表量程小，选项C错误； 开关接3时，为欧姆表，欧姆表的“0”刻度位置一般在表盘右侧，选项D正确。 5.如图是一个将电流表改装成欧姆表的示意图。此欧姆表已经调零，用此欧姆表测一阻值为R的电阻时，指针偏转至满偏刻度的处。现用该表测一未知电阻，指针偏转到满偏刻度的处，则该电阻的阻值为 A.4R B.5R C.10R D.16R 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 欧姆表调零时Ig＝，用欧姆表测一阻值为R的电阻时，指针偏转至满刻度的Ig＝ Ig＝，解得R'＝4R，故A正确。 6.如图为一正在测量中的多用电表表盘： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 (1)如果是用直流10 V挡测量电压，则读数为　　　　 V；  3.4 如果是用直流10 V挡测量电压，则表盘分度值为0.2 V，需要估读到0.1 V，所以读数为U＝3.4 V。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 (2)如果是用直流5 mA挡测量电流，则读数为　　　　 mA； 1.70 如果是用直流5 mA挡测量电流，则表盘分度值为0.1 mA，需要估读到0.01 mA，所以读数为 I＝1.70 mA。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 (3)如果是用“×100”挡测量电阻，则读数为　　　　 Ω。  3 000 如果是用“×100”挡测量电阻，由于表盘刻度不均匀，所以不需要估读，则读数为 R＝30×100 Ω＝3 000 Ω。 7.图中A、B、C是多用电表在进行不同测量时转换开关分别指示的位置，图D是多用电表指针在测量时的偏转位置，由此可知： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 能力综合练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 图A是用作　　　　表，若用此挡测量，指针位置如图D，则读数是　　　　。  图B是用作　　　　表，若用此挡测量，指针位置如图D，则读数是　　　　。  图C是用作　　　　表，若用此挡测量，指针位置如图D，则读数是　　　　。  欧姆 15 kΩ 电流 5.0 mA 直流电压 25.0 V 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 题图A中选择开关指在×1 k挡，是用作欧姆表，读数为15×1 kΩ＝15 kΩ；题图B中选择开关指在直流10 mA挡，是用作电流表，读数为5.0 mA；题图C中选择开关指在直流50 V挡，是用作直流电压表，读数为25.0 V。 8.某学习小组在练习使用多用电表时，通过使用同一多用电表的不同挡位对多用电表进行了探究。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 (1)该学习小组先使用多用电表测量直流电流，若选择开关处在直流电流10 mA挡，指针的位置如图甲所示，则测量结果为　　　　 mA。  3.4 若选择开关处在直流电流10 mA挡，其分度值为0.2 mA，测量结果为3.4 mA； 的满偏电流为2 mA。中值电阻是分析多用电表问题时常提到的一个概念，多用电表表盘上中间的数值就是中值电阻值，含义是当测量的电阻值等于多用电表的内阻时，电流为满偏电流的一半，因为指针在中间，所以叫中值电阻。学习小组将多用电表选择开关旋至欧姆挡“×100”的位置，发现其中值电阻R中＝1 500 Ω，由此可确定多用电表内电池的电动势E＝　　　　 V(结果保留两位有效数字)；若测量某待测电阻时，流过表头G的电流为0.75 mA，则待测电阻的阻值Rx＝　　　　 Ω。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 (2)学习小组通过查找资料，了解到多用电表欧姆挡在进行欧姆调零后测未知电阻值的电路如图乙所示，表头G 3.0 2 500 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 根据闭合电路欧姆定律可得电动势为E＝×2R中＝1 mA×3 000 Ω＝3.0 V 若流过表头G的电流为0.75 mA，则待测电阻的阻值为Rx＝－R内＝ Ω－1 500 Ω＝2 500 Ω。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 9.(2024·广州市高二期末)某同学手边没有电流表，有一个电压表(量程0~5 V，内阻为5×103 Ω)，电池(电动势为8 V、内阻为10 Ω)、总电阻足够大的滑动变阻器R0，他利用以上器材制成一个可以直接测量电阻的欧姆表，如图甲所示。图乙是电压表的刻度盘。 尖子生选练 (1)图甲中，d为　　　　　(选填“红”或“黑”)表笔。  黑 图甲中多用表电流“红进黑出”，故c为红表笔，d为黑表笔。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 (2)测量外电阻的阻值之前，需要调零。按正确的操作，调零时，R0接入电路的阻值是　　　 Ω。  调零时，R0接入电路的阻值是 R0＝－r－RV＝2 990 Ω 2 990 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 (3)现对电压表刻度重新赋值，则4 V处应标注　　　 Ω。  现对电压表刻度重新赋值，则4 V处应标注 Rx＝－r－RV－R0＝2 000 Ω 2 000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 (4)该同学发现改装后的欧姆表如果去测量几十欧的电阻很不精确，此时需要对该欧姆表进行改进。以下改进措施中最合理的是　　。  A.电源换成电动势E＝10 V的电池 B.电源换成电动势E＝6 V的电池 C.用一个50 Ω的电阻与电压表并联 D.用一个50 Ω的电阻与电压表串联 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 改装后的欧姆表如果去测量几十欧的电阻很不精确，是因为欧姆表的内阻太大，导致测几十欧的电阻时欧姆表指针偏角太大，测量不精确 若将电源电动势换成6 V或10 V，内阻仍然很大，只有用一个50 Ω的电阻与电压表并联可以减小内阻。故选C。 返回 本课结束 第 4 章 $