课时2.7 多用电表的原理
1.了解欧姆表的内部结构和刻度特点。
2.通过对欧姆表的讨论,进一步提高应用闭合电路的欧姆定律分析问题的能力,知道欧姆表测量电阻的原理。
3.理解多用电表的基本结构,知道多用电表的测量功能。
1.欧姆表是用电流表根据闭合电路的①欧姆定律改装的。它的构造和原理如图所示。是内阻为Rg、满偏电流为Ig的②电流表。电池的电动势是E、内阻是r,R是可变电阻,也叫③调零电阻。
2.图示是一种多用电表外形图,表的上半部分为表盘,下半部分是选择开关,开关周围标有测量功能的区域及量程。将选择开关旋转到电流挡,多用电表内的④电流表电路就被接通;选择开关旋转到电压挡或电阻挡,表内的⑤电压表电路或⑥欧姆表电路就被接通。使用前应调整“指针定位螺丝”,使指针指到⑦零刻度。在不使用多用电表时,应将旋转开关旋到⑧OFF挡或⑨交流电压最高挡。若长期不使用,应将电池取出。
3.多用电表不但有指针式的,也有数字式的,数字电表的测量值以⑩数字形式直接显示,使用方便。
主题1:探究电流表能否改装为欧姆表(重点探究)
研究本节教材中的例题,结合相关内容与图示(保持题中可变电阻R1=142 Ω不变),回答下列问题。
(1)若将A、B断路(即A、B间电阻无穷大),则电流表指针指向多少刻度的位置?此处所标电阻刻度值为多大?
1
(2)通过以上计算,说说如何将该电流表转换成直接测量电阻的仪表。动手画一个0~10 mA的表盘,并标出各个电流对应的电阻值,并把它改成一个欧姆表。
主题2:欧姆表原理
阅读教材相关内容并参考教材“图2.8-2(欧姆表电路)”及“图2.8-3(电流表、欧姆表和电压表的示意图)”,回答下列问题。
(1)欧姆表内部由哪些主要元件构成?它与电流表、电压表相比多出了哪个重要元件? (2)简述欧姆表测量原理,欧姆表的刻度是均匀的吗?为什么?
主题3:认识多用电表
参照教材“图2.8-5 多量程多用电表示意图”,回答下列问题。
(1)如果把选择开关调到3(或者4)位置上,把待测电阻接在红、黑表笔之间测其电阻,那么电流是从哪个表笔流出、哪个表笔流入电表呢?此时在多用电表内部流过表头的电流方向如何?
(2)为了保证表头中指针的偏转方向不变,用多用电表测量电压、电流时,应该把哪支表笔接在待测电路中电势较高的位置、把哪支表笔接在待测电路中电势较低的位置?
1.图甲是一个欧姆表的外部构造示意图,其正、负插孔内分别插有红、黑表笔,则虚线内的电路图应是图乙中的( )。
甲 乙
2
2.一个由满偏电流为3 mA的电流表改装而成的欧姆表,调零后用它测量500 Ω的标准电阻时,指针恰好在刻度盘正中间,如果用它测量一个未知电阻时,指针在1 mA处,则被测电阻为( )。
A.1000 Ω B.5000 Ω C.1500 Ω D.2000 Ω
3.关于多用电表,下列说法正确的是( )。
A.多用电表是电压表、电流表、欧姆表共用一个表头
B.无论用多用电表测量电压、电流还是电阻,红表笔的电势都高于黑表笔的电势 C.多用电表的电压挡、电流挡和欧姆挡都是靠外部提供电流的 D.用多用电表测电压、电流或电阻时,电流都是从红表笔流入的
4.如图所示,依次用多用电表测直流电压U和测电阻R,若红表笔插入多用电表的正(+)插孔,则( )。
A.前者电流从红表笔流出多用电表,后者电流也从红表笔流出多用电表 B.前者电流从红表笔流入多用电表,后者电流也从红表笔流入多用电表 C.前者电流从红表笔流出多用电表,后者电流从红表笔流入多用电表 D.前者电流从红表笔流入多用电表,后者电流从红表笔流出多用电表
拓展一、欧姆表的原理
1.某同学想用以下器材组装一只欧姆表,并比较精确地测量一只电阻的阻值(约几千
欧)。
A.电流计,满偏电流为1 mA,内阻为20 Ω B.电流计,满偏电流为0.6 A,内阻为5 Ω C.电动势15 V、内阻5 Ω的直流电源 D.电动势3 V、内阻3 Ω的直流电源 E.最大阻值为5000 Ω的滑动变阻器 F.最大阻值为100 Ω的滑动变阻器
(1)以上器材应选用 (填字母),并在虚线框内画出所组装的欧姆表的内部电路结构图。
(2)欧姆表调零后,滑动变阻器被接入电路部分的阻值为 Ω。
(3)若用此欧姆表测量电阻,发现指针指在满偏电流的三分之一处,则此电阻的阻值约为 Ω。
(4)如果电池长期未用,导致内阻增大,电动势基本不变,且仍能正常调零,这将导致测量的结果 。(填“偏大”“偏小”或“准确”)
3
2.图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300 μA,内阻Rg=100 Ω,调零电阻最大值R=50 kΩ,串联的定值电阻R0=50 Ω,电池电动势E=1.5 V。用它测量电阻Rx,能准确测量的阻值范围是( )。
A.30 kΩ~80 kΩ B.3 kΩ~8 kΩ
C.300 kΩ~800 Ω D.30 kΩ~80 Ω 拓展二、多用电表的结构
3.图示是一个多量程多用电表的简化电路图,图中两个电源电动势相比较,E >E'。选择开关S调到哪两个位置上多用电表测量的是电流?哪个量程更大?调到哪两个位置上多用电表测量的是电压?哪个量程更大?调到哪两个位置上多用电表测量的是电阻?哪个倍率更大?
多用 电表
答案
课时2.7 多用电表的原理
知识体系梳理
4
①欧姆定律 ②电流 ③调零 ④电流表电路 ⑤电压表电路 ⑥欧姆表电路 ⑦零刻度 ⑧OFF ⑨交流电压 ⑩数字
重点难点探究
主题1:(1)若将A、B断路,电流表表头指针指0,此处所标电阻刻度值为∞。
(2)将电流表的“0 mA”刻度线标为“∞”,“10 mA”刻度线标为“0 Ω”,“5 mA”刻度线标为“150 Ω”,其他电流刻度按R=(-150) Ω的规律转换为电阻的标度。这样,电流表就改装成了直接测电阻的仪器,如图所示。
主题2:(1)欧姆表内主要元件有电流表
、变阻器R1及电源E。它与电流表、电压表相比多
了一个电源E。
(2)欧姆表的测量原理是闭合电路的欧姆定律,由I=可知,保持Rg、R1、r不变,则每一个Rx的值都对应一个确定的电流I的值,因此只要把电流表上对应Rx值的电流的刻度改为阻值Rx,即成为欧姆表。欧姆表的刻度不是均匀的,这是因为电流I与Rx之间不是一次函数关系。 主题3:(1)如果把选择开关调到3(或者4)位置上,把待测电阻接在红、黑表笔之间测其电阻值,由电源中的正、负极可知电流是从黑表笔B流出、红表笔A流入电表。从此可以看出在多用电表内电流是从其左边流进表头,从其右边流出。
(2)为了保证表头中指针的偏转方向不变,用多用电表测量电压、电流时,也必须使电流是从其左边流进表头,从其右边流出,所以应该把红表笔接在待测电路中电势较高的位置,把黑表笔接在待测电路中电势较低的位置。 基础智能检测
1.A 2.A 3. AD 4.B 全新视角拓展
1.(1)ADE 电路图见解析 (2)2977 (3)6000 (4)准确
【解析】(1)选取器材要能够满足欧姆表调零的要求,即:I=。调节滑动变阻器的滑片时,当滑动变阻器的阻值最大时,电流应小于电流表的满偏电流Ig,综合考虑应选A、D、E。欧姆表的内部电路结构图如图所示。
(2)欧姆表调零时,由闭合电路欧姆定律得:E=Ig(r+Rg+R) 代入数据解得:R=2977 Ω。
(3)测量电阻时,由闭合电路欧姆定律得:E=I(R+Rg+r+Rx),由题意得I= 代入数据解得:Rx=6000 Ω。
(4)由于电池的电动势不变,根据上面的分析可知,测量的结果准确。
2.B 【解析】用欧姆挡测量电阻时,指针指在表盘中央附近时测量结果比较准确。 当电流最大时,由Ig=,解得欧姆表的内阻R内== Ω=5000 Ω
用它测量电阻Rx时,当指针指在表盘中央时有Ig=,解得Rx=-R内=5000 Ω 故能准确测量的阻值范围是5 kΩ附近。选项B正确。 3.见解析 【解析】选择开关S调到1、2两个位置上,多用电表测量的是电流,并联的电阻越小,电流表的量程越大,所以量程更大的是1位置。
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选择开关S调到5、6两个位置上,多用电表测量的是电压,串联的电阻越大,电压表的量程越大,所以量程更大的是6位置。 选择开关S调到3、4两个位置上,多用电表测量的是电阻,电动势越大的电源,构成的欧姆表内阻越大,中值电阻越大,对应的刻度值均越大,所以倍率更大的是3位置。
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