物理第二章恒定电流2_8多用电表的原理学案新人教版选修3_1.doc

1、1第 8节 多用电表的原理研究学考明确要求考试要求知识内容 多用电表的原理学考 a基本要求1.认识指针式多用电表的面板，知道它能测量的电学量。2了解欧姆表与电流表、电压表刻度盘的区别。发展要求了解欧姆表的电路结构和测电阻的原理，知道欧姆表测电阻电路中电流的方向。说明 不要求了解多用电表的电路结构。基 础 梳 理1欧姆表内部构造：表头、电源和可变电阻三部分组成。2欧姆表原理：依据闭合电路的欧姆定律制成，由电流表改装而成。3欧姆表内阻：将红、黑表笔短接，调节滑动变阻器使电流表达到满偏电流 Ig，根据闭合电路的欧姆定律， Ig ，故欧姆表内电阻 R 内 r Rg R1。Er Rg R1 EIg典 例

2、 精 析【例 1】 如图 1所示是把量程为 3 mA的电流表改装成欧姆表的结构示意图，其中电池电动势 E1.5 V，改装后，原来电流表 3 mA刻度处的刻度值定为零位置，则 2 mA刻度处应标为_，1 mA 刻度处应标为_。图 1解析 由 R 内 500 EIg 1.5 V3 mAI1 ， 2 mAER内 Rx1 1.5 V500 Rx1所以，得 Rx1250 又因为 I2 1 mAER内 Rx2 1.5 V500 Rx22所以，得 Rx21 000 答案 250 1 000 (1)I与 Rx是非线性关系，所以欧姆表的刻度是不均匀的。从表盘上看，欧姆表的刻度“左密右疏” 。(2)电流表、电压表

3、的表盘刻度均匀。(3)电流表(电压表)的最大刻度处是欧姆表的“0”刻度处。即 学 即 练1若某欧姆表表头的满偏电流为 5 mA，内装一节干电池，电动势为 1.5 V，那么该欧姆表的内阻为_ ，待测电阻接入红、黑两表笔之间时，指针指在刻度盘的中央，则待测电阻的阻值为_ ，若指针指在满刻度的 处，则待测电阻的阻值为_ 34。答案 300 300 100基 础 梳 理1功能多用电表是一种集测量交流电压、电流与直流电压、电流和电阻等功能于一体的测量仪器，它们共用一个表头。由于它具有用途多、量程广、使用方便等优点，使它在科学实验、生产实践中得到广泛应用。2电流进、出电表的流向(1)电流挡串联接入电路，电

4、流从红表笔流进电表，从黑表笔流出，即“红进、黑出” ；(2)电压挡并联接入电路，红表笔接高电势点，黑表笔接低电势点，电流仍然是“红进、黑出” ；(3)使用欧姆挡时，红表笔连接表内电源的负极，黑表笔连接表内电源的正极。电流仍然是“红进、黑出” 。3外部结构3图 2多用电表的外形表盘包括刻度和调节两个部分。如图 2所示。(1)刻度部分：有三条主要刻度线，最上面是一条欧姆表的刻度，零刻度线在最右侧，从右至左读数增加，但刻度不均匀；第二条是电压和电流刻度线，零刻度线在左侧，从左至右读数均匀增加；第三条刻度线是交流低压刻度线，零刻度线在左侧，并且刻度不均匀。(2)调节部分：机械调零螺丝：它的作用是使指针

5、在左侧的零刻度线上，通常调整第一次后，就不要再轻易动它了。少数情况发现使用前表针不在零点，要用螺丝刀轻轻调整。选择开关：它的作用是选择测量项目和量程，它带有箭头，箭头所指，表明该表的作用和量程。如图中选择开关所指示的，表示该表调到欧姆挡， “1 k”量程，读数时应将指针的指示数值扩大 1 000倍。欧姆表的调零旋钮：它实际上是一个可变电阻，它的作用是，在多用电表当做欧姆表使用时，将红、黑表笔直接相接，调整。使指针指在欧姆表的零刻线，每次测量电阻之前都需要用它进行调零。图示的右下侧是两只红、黑表笔的插孔。典 例 精 析【例 2】 下列关于多用电表的说法正确的是( )A电阻刻度上的零刻度与直流电流

6、的最大刻度线不对应B测量电阻时，若指针偏角较小，则说明所测阻值较小C电阻刻度是不均匀的D电流挡串联接入电路，电流从黑表笔流进电表，从红表笔流出电表解析 电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度线对应，故 A错误；测电阻时，指针偏角越大，电阻值越小，故 B错误；电流挡串联接入电路，电流“红进” “黑出” ，故 D错误。答案 C即 学 即 练2多用电表的下半部分如图 3甲所示，标有“2.2 V 0.25 A”字样的小灯泡已接入电路，当多用电表的两表笔分别与小灯泡两端的接线柱 a、 b相接(如图乙所示)，下列做法合理的是( )4图 3A若选择开关拨到“”挡的“1”处，可测量小灯泡的电阻B若选择开关拨到

7、“V”挡的 2.5处，可测量小灯泡的电阻C若选择开关拨到“V”挡的 2.5处，可测量小灯泡两端的电压D若选择开关拨到“mA”挡的 250处，可测量小灯泡的电流解析 由于灯泡接入电路，所以不能用欧姆挡直接测，A 错误；用“V”挡测小灯泡电阻显然不对，B 错误；选择开关拨到“V”挡，可测小灯泡两端的电压，C 正确；若接入电流表会短接，D 错误。答案 C1欧姆表的内部电路如图 4所示，已知电流计的电阻为 Rg，滑动变阻器接入电路的阻值为 R0，电源的电动势和内阻分别为 E、 r。下列说法不正确的是( )图 4A欧姆表的工作原理是闭合电路的欧姆定律B电路图中左侧的表笔为红表笔C欧姆表表盘的最左端为欧姆

8、“0”刻度D欧姆表表盘的中间刻度值为 R 中 r Rg R0解析 欧姆表是根据闭合电路的欧姆定律制成的，A 正确；电流从黑表笔出，红表笔进，B正确；“”刻度在刻度盘的左端，C 错误；当欧姆表指针指在中间位置时， Ig2， Ig ，所以 Rx Rg R0 r，即中间刻度值为 R 中ER0 Rg r Rx ER0 r Rg r Rg R0，D 正确。答案 C2以下是欧姆表原理的电路示意图正确的是( )5解析 根据红表笔应接入电源的负极，黑表笔接入电源正极，所以 A、B 错误；选项 D中电流表的负极接到了电源的正极，所以 D错误；选项 C的接法是正确的。答案 C3如图 5所示，欧姆表刻度盘中，未使用

9、时指针指 A，两表笔短接时指针指 B。若欧姆表的总内阻为 24 ， C是 A、 B的中点， D是 A、 C的中点，则 D点的刻度值为_ 。图 5解析 由欧姆表原理： Ig ，当指针指 D点时，电流为满偏电流的 ，则由 ER r Rg 14 Ig4得： Rx3 R 内 72 。ER r Rg Rx答案 724下列说法中正确的是( )A欧姆表的每一挡测量范围都是 0到B用欧姆表的不同挡测量同一电阻的阻值，误差大小是一样的C用欧姆表测电阻，指针越接近刻度盘中央时，误差越大D用欧姆表测电阻，选不同量程时，指针越靠近右边误差越小解析 根据改装原理，电阻为零对应电流的最大值即满偏值，电阻为对应电流为零，因

10、指针表示的电流可以从零到最大变化，则电阻可测量的范围为零到，且每一挡均可，A正确；使用欧姆表时，指针指中央附近误差较小，用不同挡指针的偏角不同，误差大小也不同，B、C 错误；选不同量程时，均是指针指到中央附近误差较小，D 错误。答案 A61下列关于欧姆表的使用连接，正确的是( )A测量电阻时直接用红黑表笔测B红表笔与表内电池的正极相接，黑表笔与表内电池的负极相接C红表笔与表内电池的负极相接，黑表笔与表内电池的正极相接D测电阻时，若所用量程相同，表针偏转角越大，待测值越大解析 测电阻前要进行欧姆调零，A 错误；由欧姆表内部结构可知红表笔与表内电池负极相接，黑表笔与表内电池正极相接，B 错误，C

11、正确；测电阻时，若所选量程相同，表指针偏转角越大，说明待测阻值越小，D 错误。答案 C2把一个满偏电流为 6 mA的电流表改装成欧姆表，其中电源电动势为 3 V。在测电阻时，电流表指针指在表盘上 2 mA处，则改成相应的电阻刻度时，应是( )A250 B500 C1 000 D1 500 解析 当短接电流表满偏时，欧姆表的内阻为 R 内 500 ，当电流表指3610 3针指在表盘上 2 mA处时，整个回路的电阻 Rx R 内 1 500 ，所以3210 3Rx1 000 。答案 C3用欧姆表测一个电阻的阻值 R，选择旋钮置于“10”挡，测量时指针指在 100与 200刻度弧线的正中间，可以确定

12、( )A R150 B R1 500 C1 000 R1 500 D1 500 R2 000 解析 表盘右疏左密，所以指针指在 100与 200刻度弧线的正中间，可以确定 1 000 R1 500 ，故选项 C正确。答案 C4有一个多用电表，其欧姆档的四个量程分别为：“1” “10”“100”“1 k”，某同学把选择开关旋到“100”挡测量一未知电阻时，发现指针偏转角很大，为了减小误差，它应该( )A换用“1 k”挡，不必重新调整调零旋钮B换用“10”挡，不必重新调整调零旋钮C换用“1 k”挡，必须重新调整调零旋钮D换用“10”挡，必须重新调整调零旋钮7解析 偏转角很大，证明测量的电阻阻值偏小

13、，应该换小挡，每换一次挡，应该进行一次欧姆调零，故选项 D正确。答案 D5如图 1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，指针偏转至满刻度 处。现用该表测一未知电阻，指针偏转到满刻度的45处，则该电阻的阻值为( )15图 1A4 R B5 R C10 R D16 R解析 当进行电阻调零时，根据闭合电路的欧姆定律，此时欧姆表满偏，即 Ig ，当ER内测量电阻值为 R的电阻时，有 ，设待测电阻阻值为 R，则有 ，4Ig5 ER内 R Ig5 ER内 R联立各式解得 R16 R。故 D正确。答案 D6如图 2所示是简化的多用电表的电路图。转换开关 S与

14、不同接点连接，就组成不同的电表，已知 R3R4，下面是几位同学对这一问题的议论，请你判断下列说法正确的是( )图 2AS 与 1或 2连接时，多用电表就成了电流表，且前者量程较大BS 与 1或 2连接时，多用电表就成了电流表，且前者量程较小CS 与 3或 4连接时，多用电表就成了电流表，且前者量程较大DS 与 3或 4连接时，多用电表就成了电压表，且前者量程较大解析 S 与 1连接时，电阻 R1起分流作用，S 与 2连接时，电阻 R1 R2起分流作用，所以S与 1或 2连接时，多用电表成了电流表，由于前者分流电阻较小所以前者量程大；S 与 3或 4连接时多用电表就成了电压表，由于 R3R4所以

15、前者量程较小，综上所述 B、C、D 错8误，A 正确。答案 A7用多用电表测电阻。图 3(1)每次换挡后，需重新_，再进行测量。(2)如果表的指针偏转过大，为使测量比较精确，应将选择开关拨至倍率较_(填“大”或“小”)的挡位上。(3)某次测电阻时，表的指针位置如图 3所示则该电阻的测量值是_ 。解析 每次换挡后要欧姆调零。偏转过大，电阻阻值越小，测量不够准确，要使测量值比较精确需要换小挡位上，读数如题图所示。答案 欧姆调零 小 180 8实验室有下列器材：A电流表(0100 A,1.5 k)；B电流表(01 mA,1 k)；C变阻器(0300 )；D变阻器(0800 )；E干电池(1.5 V，

16、 r0)；现要改装一只欧姆表，从上述备用器材中，电流表应选用_，变阻器应选用_，电源应选用_(填序号)。改装好的欧姆表中心刻度的阻值为_。解析 若选用 A电流表，需要变阻器的最小阻值为 R 1.5 k13.5 k。C、D 两个EIg变阻器都不能用，故不能选 A电流表。若选用 B电流表，需要变阻器的最小阻值为R 1 k0.5 k500 ，D 变阻器可以满足，故电流表选 B，变阻器选 D。由于EIg只有一个电源，故电源选 E。欧姆表中心刻度的阻值为 R 中 R 内 1.5 k。EIg 1.5 V1 mA答案 B D E 1.5 k9如图 4所示为欧姆表的原理示意图。其中，电流表的满偏电流为 300 A，内阻Rg100 ，调零电阻最大值 R50 k，串联的定值电阻 R050 ，电源电动势 E1.5 V。当电流是满偏电流的二分之一时，用它测得的电阻 Rx是多少？9图 4解析 用欧姆档测量电阻时，对电路应用闭合电路欧姆定律，当电流表满偏时有：Ig ，其中 R 内 为欧姆表的内阻。ER内所以有： R 内 5 000 EIg 1.530010 6R 10 000 EI2 1.515010 6所以 Rx R R 内 5 000 答案 5 000