魯科版高中物理必修三 第4章閉合電路歐姆定律與科學用電 第3節(jié)科學測量用多用電表測量電學量 課件_第1頁
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文檔簡介

第4章閉合電路歐姆定律與科學用電第3節(jié)科學測量:用多用電表測量電學量核心素養(yǎng):1.認識多用電表的結構.

2.學會用多用電表測量電壓、電流和定值電阻,

并能測量二極管正、反向電阻.

3.在實際操作中學習使用多用電表測直流電壓、電流

以及電阻等物理量的方法.

4.能結合擋位的選擇和多用電表的表盤進行讀數(shù).第3頁研習任務一歐姆表的原理和使用教材

認知1.

歐姆表的原理(如圖所示)2.

歐姆表表盤的刻度標注刻度標注方法標注位置“0Ω”紅、黑表筆短接,調節(jié)歐姆調零旋鈕,使

指針滿偏,被測電阻Rx=0滿偏電流Ig處“∞”紅、黑表筆不接觸,表頭指針不偏轉,被

測電阻Rx=∞電流為零處中值電阻Rx中=r+R+Rg=RΩ刻度盤正中央“Rx”與Rx對應電流Ix處

(1)歐姆表的刻度不均勻,且由右向左刻度越來越密,要盡可能利用歐姆表的

刻度盤的中央部分.(2)使用多用電表測電流、電壓、電阻時,電流都是從紅表筆流入,從黑表筆

流出.研習

經典[典例1]

把一量程6

mA、內阻100Ω的電流表改裝成歐姆表,電路如圖所示,現(xiàn)備有

如下器材:A.

電源E=3V(內阻不計);B.

滑動變阻器0~100Ω;C.

滑動變阻器0~500Ω;D.

紅表筆;E.

黑表筆.(1)滑動變阻器選用

?.

(2)紅表筆接

端,黑表筆接

端(選填“M”或“N”).[解析](2)紅表筆接內部電源的負極,黑表筆接內部電源的正極,所以紅表筆接N

端,黑表筆接M端.C

N

M

(3)按正確方法測量Rx,指針指在電流表2

mA刻度處,則電阻值應為

?;

若指在電流表3

mA刻度處,則電阻值應為

?.

1

000Ω500Ω[訓練1]

某多用電表內部的部分電路如圖所示,已知微安表表頭內阻Rg=100Ω,滿

偏電流Ig=200

μA,定值電阻R1=2.5Ω,R2=22.5Ω,電源電動勢E=1.5V,完成下

列填空.(1)該多用電表的A接線柱應該是與

(選填“紅”或“黑”)表筆連接.解析:(1)當用歐姆表測電阻時,電源和表頭構成回路,黑表

筆與電源正極相連,故A接線柱應該是與“黑”表筆連接.黑(2)當選擇開關接

(選填“a”或“b”)擋時,其對應的電阻擋的倍率更高.

b

(3)若選a擋測量電阻,則原表盤100

μA的刻度,對應的電阻刻度值應當

Ω;原表盤50

μA的刻度,對應的電阻刻度值應當為

Ω.

150

450

第13頁研習任務二多用電表的讀數(shù)研習

經典[典例2]

如圖為一正在測量中的多用電表表盤,則:(1)如果是用直流10V擋測量電壓,則讀數(shù)為

V.

[解析](1)用直流10V擋測量電壓時,表盤第2行刻度

每1大格的電壓是2V,每1小格的電壓是0.2V,指針指

在第3大格的第3刻線位置,讀數(shù)為6.6V.

6.6

(2)如果是用“×1”歐姆擋測量電阻,則讀數(shù)為

Ω.[解析](2)用“×1”歐姆擋測量電阻時,因指針指

在電阻刻度(表盤第1行)的“8”位置,所以讀數(shù)為

8.0Ω.8.0

(3)如果是用直流5

mA擋測量電流,則讀數(shù)為

mA.

[解析](3)用直流5

mA擋測量電流時,表盤第2行刻

度每1大格的電流是1

mA,每1小格的電流是0.1

mA,

所以讀數(shù)為3.30

mA.

3.30

[訓練2]

用多用電表測某一電阻,一同學選擇歐姆擋“×100”,用正確的操作步驟

測量時,發(fā)現(xiàn)指針位置如圖中虛線所示.(1)為了較準確地進行測量,請你補充完整下列依次應該進行的主要操作步驟:A.

將選擇開關轉至

(選填“×1”“×10”或“×1

k”)擋;B.

將紅、黑表筆短接,進行

(選填“歐姆調零”或“機械調零”).解析:(1)選擇×100倍率,用正確的操作步驟測量

時,指針偏轉角度太大說明指針示數(shù)太小,選擇倍率

太大,為準確測量電阻阻值:A.

應換用小擋位,換用×10倍率擋;B.

將紅、黑表筆短接,進行歐姆調零.×10

歐姆調零(2)重新測量后,刻度盤上的指針位置如圖中實線所示,則測量結果是

Ω.解析:(2)由圖示表盤可知,測量結果為12.0×10Ω

=120Ω.120

第19頁研習任務三用多用電表測電壓、電流和電阻教材

認知1.

實驗目的(1)通過分析多用電表的電路圖,掌握多用電表的構造和

?.(2)知道多用電表使用的注意事項,會用多用電表測電壓、電流和

?.2.

實驗器材

,不同阻值的電阻,學生電源,開關一個,滑動變阻器一個,小燈泡若

干,導線若干.原理電阻多用電表3.

實驗原理與設計(1)歐姆表①原理依據(jù)

制成的,它是由

改裝而成的.②內部構造由

、

三部分組成.閉合電路歐姆定律電流表表頭電源可變電阻③測量原理

中值電阻④刻度的標定其中R叫調零電阻,R+Rg+r為歐姆表的內阻刻度標注方法標注位置“0”紅、黑表筆短接調節(jié)調零電阻使指針滿偏被測電阻Rx=0

?

?“∞

”紅、黑表筆不接觸表頭指針不偏轉被測電阻Rx=∞

?

?中值電阻Rx=r+R+Rg

?

?由于電流和電阻的非線性關系,表盤上電流刻度是均勻的,其對應的電阻刻度是

?

的.滿偏電流Ig處電流為零處刻度盤正中央不

均勻(2)多用電表①用途共用一個表頭,可分別測量

、

等物理量.②最簡單的多用電表原理圖:如圖所示,當單刀多擲開關接通1時,可作為

使用,接通2時,可作為

?

使用,接通3時,可作為

使用.電壓電流電阻電流表歐

姆表電壓表③多用電表的構造及功能A.

其表面結構如圖所示.

表盤電阻示數(shù)選擇開

關V

紅黑調零旋鈕機械研習

經典[典例3]

用如圖所示的多用電表測量電阻,要用到選擇開關K和兩個部件S、T,請根

據(jù)下列步驟完成電阻測量.(1)旋動部件

,使指針對準電流的“0”刻線.S[解析](1)電表使用前要旋轉指針定位螺絲S進行機械調零,使指針對準電流的0刻線.(2)將K旋轉到歐姆擋“×100”的位置.(3)將插入“+”“-”插孔的兩表筆短接,旋動部件

?,使指針對準電阻

(選填“0刻線”或“∞刻線”).T0刻線[解析](3)將插入“+”“-”插孔的表筆短接,旋動歐姆調零旋鈕T,使指針對準電阻的0刻線.(4)將兩表筆分別與待測電阻相接,發(fā)現(xiàn)指針偏轉角度過小.為了得到比較準確的測

量結果,請從下列選項中挑出合理的步驟,并按

的順序進行操作,再完成讀

數(shù)測量.A.

將K旋轉到歐姆擋“×1

k”的位置B.

將K旋轉到歐姆擋“×10”的位置C.

將兩表筆的金屬部分分別與被測電阻的兩根引線相接D.

將兩表筆短接,旋動合適的部件,對電表進行校準ADC[解析](4)將兩表筆分別與待測電阻相接,發(fā)現(xiàn)指針偏角過小,則電阻阻值大,說明所選擋位太小,為了得到比較準確的測量結果,應換用大倍率擋位進行測量,應將K旋轉到歐姆擋“×1

k”的位置,然后將兩表筆短接,旋動合適的部件,使指針指在電阻零刻度處,再將兩表筆的金屬部分分別與被測電阻的兩根引線相接,因此合理的實驗步驟順序是ADC.

(5)如圖所示為一多用電表表盤.①如果用直流10V擋測量電壓,則讀數(shù)為

V;②如果用“×100”擋測電阻,則讀數(shù)為

?Ω.6.4800[解析](5)①如果是用直流10V擋測量電壓,由表盤可知,其分度值為0.2V,讀數(shù)為

6.4V;②如果用“×100”擋測電阻,則讀數(shù)為8×100Ω=800Ω.

1.

在用多用電表歐姆擋測電阻時,必須選擇合適的倍率,以指針指表盤中央附

近最準確,結果不要忘記乘倍率.2.

若在測量過程中出現(xiàn)指針偏轉角過大或過小,此時測量誤差都較大,應換

擋、調零,重新測量,使指針指在表盤中央附近.3.

測量完畢,應將選擇開關撥至交流電壓最高擋或“OFF”擋.第36頁研習任務四用多用電表測二極管的正、反向電阻研習

經典[典例4]

某同學用多用電表測量二極管的反向電阻,完成下列測量步驟:(1)檢查多用電表的機械零點.(2)將紅、黑表筆分別插入正、負插孔,將選擇開關撥至歐姆擋×1

k處.(3)將紅、黑表筆

,進行歐姆調零.(4)測反向電阻時,將

表筆接二極管正極,將

表筆接二極管負極.短接紅黑[解析](3)將紅、黑表筆短接,進行歐姆調零.(4)電流從紅表筆流入、黑表

筆流出,所以測反向電阻時,將紅表筆接二極管正極,將黑表筆接二極管負極.

[解析]

(5)由題圖可知二極管的反向電阻大小為8

kΩ.(6)測量完成后,將選擇開關旋轉到OFF位置.(5)多用電表示數(shù)如圖所示,則二極管的反向電阻大小為

?.(6)測量完成后,將選擇開關旋轉到

位置.8

kΩOFF

1.

不論測電阻還是測電流、電壓,電流總是從正插孔(紅表筆)流入,從負插

孔(黑表筆)流出.2.

在測量直流電壓或直流電流時,多用電表的使用規(guī)則和電壓表、電流表的情

況一致,都要求電流從電表的正插孔流入,此時紅表筆電勢高.3.

在讀直流電壓和電流示數(shù)時,先明確所選電表量程,再確定精確度,根據(jù)精

確度再讀數(shù).第40頁研習任務五用多用電表檢測電路故障和探索黑箱研習

經典[典例5]

如圖是某同學連接的實驗實物圖,A、B燈都不亮,他采用下列兩種方法進

行故障檢查.表1測試點電壓表示數(shù)a、b有示數(shù)b、c有示數(shù)c、d無示數(shù)d、f有示數(shù)表2測試點指針偏轉情況c、d

d、e

e、f

[解析](1)測試時紅表筆應接電勢高的a點.因合上開關S后,燈A、B都不亮,又只有某一項有故障,所以只可能發(fā)生斷路的故障.根據(jù)測試結果,a、b間有示數(shù),說明a→電源→b完好;c、b間有示數(shù),說明c→a→電源→b完好;d、f有示數(shù),說明d→c→a→電源→b→f完好;c、d無示數(shù),結合以上分析可知df段斷路.(1)應用多用電表的直流電壓擋進行檢查,選擇開關置于0~10V擋.該同學測試結

果如表1所示,在測試a、b間直流電壓時,紅表筆應接觸

(填“a”或“b”).

根據(jù)測試結果,一定能判定的故障是

?.A.

燈A短路B.

燈B短路C.

cd段斷路D.

df段斷路aD(2)將開關斷開,再選擇歐姆擋測試,測量結果如表2所示,那么檢查出的故障

?.A燈A斷路 B.

燈B短路C.

燈A、B都斷路 D.

d、e間導線斷路[解析](2)根據(jù)測試結果,接c、d時有示數(shù),說明不是燈A斷路;e、f間電阻為零,則燈B短路;接d、e時電阻無窮大,可以斷定是d、e間導線斷路.BD[訓練3]

如圖所示,一個黑箱有A、B、C三個接點,且每兩個接點間最多只接一個電

器元件.已知黑箱內的電器元件是一個電阻和一個二極管.某同學利用多用電表的歐姆

擋,用正確的操作方法依次進行了6次測量,將每次紅、黑表筆的位置和測得的阻值

都填入了下表.紅表筆接AABBCC黑表筆接BCACAB測得阻值/Ω10010

k10010.1

k90190由表中的數(shù)據(jù)可以判定:(1)電阻接在

兩點間,阻值為

?Ω.解析:(1)當兩表筆正接、反接A、B兩點間時,阻值相同,故電

阻應接在A、B兩點之間,阻值為100Ω.A、B100(2)二極管接在

兩點間,其正極接在

點.二極管的正向阻值為

Ω,反向阻值為

?Ω.解析:(2)當兩表筆正接、反接A、C兩點或B、C兩點間時,阻值變化均很大,但

A、C間電阻小于B、C間電阻,且黑表筆接A點時的電阻要遠小于紅表筆接A點時的電

阻,因此A、C間接二極管,且二極管的正極接在A點.A、CA9010

k第48頁課后提素養(yǎng)1.

一只多用電表有4個歐姆擋,分別為“×1”“×10”“×100”“×1

k”,歐姆擋

表盤的中間刻度值為“15”.現(xiàn)用它來測量一未知電阻的阻值,先將選擇開關置于

“×100”擋處,接著將紅表筆和黑表筆接觸,發(fā)現(xiàn)表針指在“0”處,然后進行測

量,結果發(fā)現(xiàn)表針指在歐姆擋刻度值為“200”的刻度線附近,為了使測量結果更準

確,必須換擋并重新測量,下列說法正確的是(

C

)A.

必須將選擇開關改為置于“×10”擋處B.

必須將選擇開關改為置于“×1”擋處C.

換擋之后必須重新調零才能進行測量D.

換擋之后不必重新調零就能進行測量解析:選用“×100”擋指針指在“200”處,讀數(shù)約為20

000Ω,說明選用的量程偏

小,應選用“×1

k”擋,重新調零后進行測量,故只有C選項正確.C2.

某學生在練習使用多用電表之前,認真分析了歐姆表的原理電路圖(見圖甲).該

同學做的幾個練習使用多用電表的電路如圖乙所示,下列說法中錯誤的是(

C

乙CA.

圖1中多用電表選擇開關應該是直流電壓擋B.

圖2中多用電表選擇開關應該是直流電流擋C.

圖3中多用電表測二極管電阻時,指針幾乎不偏轉D.

圖4中多用電表選用歐姆擋,可以給電容器充電解析:圖1測量燈泡兩端電壓,故選擇開關應該是直流電壓擋,A正確;圖2為測量電

路電流,所以選擇開關應該是直流電流擋;B正確;圖3中測量二極管的正向電阻,

在合適的擋位指針會發(fā)生偏轉,C錯誤;圖4中多用電表選用歐姆擋,有電源接在電

容器兩端,故可以給電容器充電,D正確.

乙3.

現(xiàn)想用指針式多用電表的歐姆擋去測量某個二極管的正向電阻.(1)實驗前將多用電表調至“×1”擋,將紅、黑表筆短接,調節(jié)旋鈕,使指針指

?.解析:(1)在進行歐姆調零時,應將紅黑表筆短接,調節(jié)歐姆調零旋鈕,使指針指

到電阻的零刻度處.(2)連接電路,并將黑表筆接二極管的

?.解析:(2)根據(jù)多用表原理可知多用電表內部電源的正極與黑表筆接觸,所以將黑

表筆接二極管的正極.電阻0刻度處正極(3)在圖甲中補上二極管的正向接法.甲

見解析圖解析:(3)連接電路如圖所示.(4)若多用電表的指針偏轉情況如圖乙所示,則二極管的正向電阻為

?

Ω.乙解析:(4)歐姆表的讀數(shù)為R=16×1Ω=16Ω.16.0(或

16)

(5)另一位同學想要測繪小燈泡的伏安特性曲線,請將電路圖丙補充完整.丙見解析圖解析:(5)因為小燈泡的電阻較小,所以電流表采用外接法,為了使小燈泡的電壓

從零開始調節(jié),滑動變阻器應采用分壓式電路,所以連接電路如圖所示.[基礎訓練]1.

(多選)多用電表調零后,用“×10”擋測量一個電阻的阻值,發(fā)現(xiàn)表針偏轉角

度極小,正確的判斷和做法是(

BD

)A.

這個電阻值很小B.

這個電阻值很大C.

為了把電阻測得更準一些,應換用“×1”擋,重新調零后再測量D.

為了把電阻測得更準一些,應換用“×100”擋,重新調零后再測量解析:歐姆擋測電阻時,指針指中值附近測量最準,指針不偏轉時,對應電流為零,

電阻為無窮大,指針偏轉太小,即指示電阻太大,應換用更高倍率的擋,即換

“×100”擋重新調零測量,故A、C錯誤,B、D正確.BD1234562.

如圖所示,電路中有三根導線,其中一根是斷的,電源、電阻R1、R2及另外兩根導

線是好的.為了查出斷導線,某學生想先用多用電表的紅表筆連接在電源的正極a,再

將黑表筆連接在電阻R1的b端和R2的c端,并觀察多用電表指針的示數(shù).下列選項中符

合操作規(guī)程的是該同學選用(

A

)A.

直流10V擋B.

直流0.5

A擋C.

直流2.5V擋D.

歐姆擋解析:因為被檢測的電路為含電源電路,所以選用歐姆擋一定不行,D錯誤.由于電

路中電源電動勢為6V,選擇直流2.5V擋也不安全,C錯誤.直流0.5

A擋量程太小,也

不可以,B錯誤.只能選擇直流10V擋,A正確.A1234563.

某物理興趣小組學習了如何使用多用電表測金屬導體的電阻后,動手測量一根金

屬絲的電阻.(1)他們選擇了歐姆“×10”擋,并用正確的操作方法測量時,發(fā)現(xiàn)指針偏轉角度

太大.為了得到更準確的數(shù)據(jù),請你在以下操作中選擇必要的步驟,排出合理的順序

?.①旋轉選擇開關至歐姆“×1”擋.②旋轉選擇開關至歐姆“×100”擋.③旋轉選擇開關至“OFF”擋,并拔出兩表筆.④將兩表筆分別連接到金屬絲的兩端,讀出阻值后,斷開兩表筆.⑤將兩表筆短接,調節(jié)歐姆調零旋鈕,使指針對準刻度盤上歐姆擋的零刻度,斷開兩

表筆.B

A.

①④③B.

①⑤④③C.

②④③D.

②⑤④③123456解析:(1)用多用電表測金屬絲的電阻,選擇了“×10”擋,并用正確的操作方法測量時,發(fā)現(xiàn)指針偏轉角度太大,說明電阻較小,應該旋轉選擇開關至歐姆“×1”擋,將兩表筆短接,調節(jié)歐姆調零旋鈕,使指針對準刻度盤上歐姆擋的零刻度,斷開兩表筆.將兩表筆分別連接到金屬絲的兩端,讀出阻值后,斷開兩表筆.旋轉選擇開關至“OFF”擋,并拔出兩表筆.合理的順序是①⑤④③,選項B正確.123456(2)經正確步驟操作,多用電表表盤示數(shù)如圖,則金屬絲的電阻約為

Ω.解析:(2)讀數(shù)乘以倍率就是最后的結果.22.0

123456(3)在(2)問的表盤示數(shù)情況下,當選擇開關為直流100

mA時讀數(shù)為

?

,當選擇開關為直流2.5V時讀數(shù)為

?.解析:(3)當選擇開關為100

mA時讀數(shù)為

40.0

mA,當選擇開關為2.5V時讀數(shù)為1.00V.

40.0

mA

1.00V1234564.

在練習使用多用電表的實驗中:某同學連接的電路如圖所示.(1)若旋轉選擇開關,使其尖端對準直流電流擋,此時測得的是通過

的電流.解析:(1)當多用電表選擇開關尖端對準直流電流擋時,電流

表與R1串聯(lián),此時電流表測得的是通過R1的電流.R1123456(2)若斷開電路中的開關,旋轉選擇開關使其尖端對準歐姆擋,此時測得的是

?

的阻值.解析:(2)斷開電路中的開關,選擇開關尖端對準歐姆擋時,

測得的是R1和R2的串聯(lián)總電阻.R1

和R2串聯(lián)123456(3)若旋轉選擇開關,使尖端對準直流電壓擋,閉合開關,并將滑動變阻器的滑片

移至最左端,此時測得的是

兩端的電壓.解析:(3)選擇開關尖端對準直流電壓擋,閉合開關,并將滑

動變阻器的滑片移至最左端,電阻R1被短路,此時多用電表示

數(shù)等于電阻R2兩端的電壓,也等于電源兩端的電壓.R2(或電源)123456[能力提升]5.

(1)用多用電表的歐姆擋測量阻值約為幾十千歐的電阻Rx,以下給出的是可能的

實驗操作步驟,其中S為選擇開關,P為歐姆擋調零旋鈕.把你認為正確步驟前的字母

按合理的順序填寫在下面的橫線上.a.將兩表筆短接,調節(jié)P使指針對準刻度盤上歐姆擋的0刻度,斷開兩表筆b.將兩表筆分別連接到被測電阻的兩端,讀出Rx的阻值后,斷開兩表筆c.旋轉S使其尖端對準歐姆擋×1

kd.旋轉S使其尖端對準歐姆擋×100e.旋轉S使其尖端對準交流500V擋,并拔出兩表筆正確順序為

?.cabe

123456根據(jù)如圖所示指針位置,此被測電阻的阻值約為

?Ω.30

k

解析:(

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