高中物理多用電表的原理

1、8 8 多用電表的原理多用電表的原理 1.1.通過對歐姆表的探究討論，知道歐姆表的測量原理通過對歐姆表的探究討論，知道歐姆表的測量原理. . 2.2.了解歐姆表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和刻度特點了解歐姆表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和刻度特點. . 3.3.了解多用電表的基本結(jié)構(gòu)，知道多用電表的測量功能了解多用電表的基本結(jié)構(gòu)，知道多用電表的測量功能. . 1.1.如何把電流表改裝成電壓表如何把電流表改裝成電壓表? ? 2.2.如何把電流表改裝成量程較大的電流表如何把電流表改裝成量程較大的電流表? ? U U I Ig g V V U U R Rg g R R U Ug gU UR R I Ig g U Ug g A A I

2、I U Ug g I I I Ig g I IR R R R R Rg g 分壓電阻分壓電阻 分流電阻分流電阻 能否把電流表改裝成直接測量電阻的歐姆表能否把電流表改裝成直接測量電阻的歐姆表? ? 復習提問復習提問 一、電流表的參數(shù)一、電流表的參數(shù) 1.1.滿偏電流滿偏電流 電流表指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時的電流電流表指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時的電流I Ig g叫滿偏電流叫滿偏電流 2.2.電流表的內(nèi)阻電流表的內(nèi)阻 表頭表頭G G的電阻的電阻R Rg g叫做電流表的內(nèi)阻叫做電流表的內(nèi)阻. .用用R Rg g表示表頭線圈表示表頭線圈 的電阻，一般為幾百歐到幾千歐的電阻，一般為幾百歐到幾千歐 說明：說明： 如果

3、電流超過滿偏電流，不但指針指不出示數(shù)，表如果電流超過滿偏電流，不但指針指不出示數(shù)，表 頭還可能被頭還可能被燒毀燒毀 每個電流表都有它的每個電流表都有它的R Rg g值和值和I Ig g值值R Rg g和和I Ig g是電流表是電流表 的兩個重要參數(shù)的兩個重要參數(shù) 3.3.滿偏電壓滿偏電壓 表頭表頭G G通過滿偏電流時，加在它兩端的電壓通過滿偏電流時，加在它兩端的電壓U Ug g叫做滿叫做滿 偏電壓，根據(jù)歐姆定律可知：偏電壓，根據(jù)歐姆定律可知：U Ug g = I = Ig g R Rg g 例例1.1.如圖電源的電動勢如圖電源的電動勢E=1.5V,E=1.5V,內(nèi)內(nèi) 阻阻r=0.5,r=0.5

4、,電流表滿偏電流電流表滿偏電流I Ig g= = 10 mA,10 mA,電流表電阻電流表電阻R Rg g=7.5,A=7.5,A、B B 為接線柱為接線柱. . (1)(1)用導線把用導線把A A、B B直接連起來直接連起來, ,此時此時 應把可變電阻應把可變電阻R R調(diào)節(jié)為多少才能使調(diào)節(jié)為多少才能使 電流表恰好達到滿偏電流電流表恰好達到滿偏電流? ? r r A AB B E E R R R Rg g g g E I = R +r +R g g E R =-(R +r) =142 I r AB E R R0 中值電阻中值電阻 (2)(2)調(diào)到滿偏后保持調(diào)到滿偏后保持R R的值不變的值不變,

5、 , 在在A A、B B間接一個間接一個150150的電阻的電阻 R R0 0, ,電流表指針指著多少刻度電流表指針指著多少刻度 的位置的位置? ? 0 g10 E I = 5mA R +r +R +R r AB E R Rx (3)(3)如果把任意電阻如果把任意電阻R Rx x接在接在A A、B B 間間, ,電流表讀數(shù)電流表讀數(shù)I Ix x與與R Rx x的值有什的值有什 么關(guān)系么關(guān)系? ? 通過以上計算你有何啟發(fā)通過以上計算你有何啟發(fā)? ? x gx E I = R +r+R +R x x 1.5 R =-150 I 如果把電流表如果把電流表10 mA10 mA刻度標為刻度標為“00”,

6、”, 5mA 5mA刻度標為刻度標為“150150”,”, 0mA 0mA刻度標為刻度標為“”,”, 把其他把其他電流刻度電流刻度都按都按 R Rx x=1.5/I=1.5/Ix x-150-150轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成電阻電阻刻度刻度, , 它豈不成了一個能直接測量電阻的儀器它豈不成了一個能直接測量電阻的儀器? ? 二、歐姆表二、歐姆表 1.1.內(nèi)部電路內(nèi)部電路: : R R1 1 A A B B E E R R 2.2.表頭表頭: : 0 0 5 5 1010 1515 20203030 4040 5050 100100 200200 500500 1K1K r r 問題：相對于其他電表，歐姆表的表

7、頭有什么特點？問題：相對于其他電表，歐姆表的表頭有什么特點？ 1.1.零刻度在右邊，左邊為無窮大零刻度在右邊，左邊為無窮大 2.2.刻度不均勻，左邊稠密，右邊稀疏刻度不均勻，左邊稠密，右邊稀疏 0 0 5 5 1010 1515 20203030 4040 5050 100100 200200 500500 1K1K 3.3.讀數(shù)讀數(shù): : 問題問題1:1:圖示中各次的電阻分別為多少？圖示中各次的電阻分別為多少？ 問題問題2:2:實際使用的歐姆表具有多個量程可以選擇，有實際使用的歐姆表具有多個量程可以選擇，有1010擋、擋、 100100擋、擋、10001000擋等，如果實驗中選擇的是擋等，如

8、果實驗中選擇的是100100擋，圖示擋，圖示 中各次的電阻分別為多少？中各次的電阻分別為多少？ 問題問題3:3:實際使用中怎樣確定歐姆表選擇哪一擋？怎樣才能使實際使用中怎樣確定歐姆表選擇哪一擋？怎樣才能使 測得電阻的阻值更精確？測得電阻的阻值更精確？ 指針指在中間刻度附近指針指在中間刻度附近 多用電表的讀數(shù)多用電表的讀數(shù) 討論討論1.1.歐姆表的零刻度為什么在最右邊？歐姆表的零刻度為什么在最右邊？ 討論討論2.2.歐姆表的刻度為什么不均勻？歐姆表的刻度為什么不均勻？ 這是由歐姆表內(nèi)部電路原理所決定的這是由歐姆表內(nèi)部電路原理所決定的. . 外接電阻越小，通過歐姆表的電流就越大，電流從零外接電阻越

9、小，通過歐姆表的電流就越大，電流從零 至最大（滿偏）對應了電阻從無窮大到零至最大（滿偏）對應了電阻從無窮大到零. . X RR E I 內(nèi) 這是由歐姆表內(nèi)部電路原理所決定的這是由歐姆表內(nèi)部電路原理所決定的. . R Rx x和和I I不成比例，是非線性關(guān)系，所以刻度不均勻不成比例，是非線性關(guān)系，所以刻度不均勻. . 內(nèi) R I E R X 討論討論3.3.有人說，歐姆表的內(nèi)阻等于指針半偏時外接電阻有人說，歐姆表的內(nèi)阻等于指針半偏時外接電阻 的阻值的阻值( (中值電阻），這種說法對嗎？為什么？中值電阻），這種說法對嗎？為什么？ 這仍然是由歐姆表內(nèi)部電路原理所決定的這仍然是由歐姆表內(nèi)部電路原理所決

10、定的. . 根據(jù)公式根據(jù)公式 X RR 內(nèi) 內(nèi) R E I g X g RR E I 內(nèi) 2 1 X RR E I 內(nèi) 不對不對 多用電表的歐姆擋多用電表的歐姆擋 問題問題: :電壓表、電流表和歐姆表都有一個表頭，能不能讓電壓表、電流表和歐姆表都有一個表頭，能不能讓 它們共用一個表頭制成一個多用電表呢它們共用一個表頭制成一個多用電表呢? ? A AB A AB R1 A A B R2 1 2 3 AB A A R1 R2 B AA BAAB R1 R2 A 三、認識多用電表三、認識多用電表 E E問題問題 1.1.開關(guān)開關(guān)S S調(diào)到位置調(diào)到位置1 1、2 2、3 3、 4 4、5 5、6 6時

11、電表分別測的是時電表分別測的是 什么什么? ? 2.2.在測量電流和電壓時哪個位在測量電流和電壓時哪個位 置的量程比較大置的量程比較大? ? AB 1 2 34 5 6 1.21.2為電流表，測的是電流；為電流表，測的是電流； 3.43.4為歐姆表，測的是電阻；為歐姆表，測的是電阻； 5.65.6為電壓表，測的是電壓為電壓表，測的是電壓. . 電流：電流：1 1大大 電壓：電壓：6 6大大 S 多用電表多用電表 指針式多用電表指針式多用電表數(shù)字式多用電表數(shù)字式多用電表 問題問題1:1:參照圖參照圖 請說一說指針請說一說指針 式多用電表的式多用電表的 基本構(gòu)造基本構(gòu)造? ? 問題問題2:2:多用

12、電多用電 表可以有哪些表可以有哪些 用途用途? ? 數(shù)字式多用電表數(shù)字式多用電表 1.1.如圖所示為歐姆表的原理圖，表頭內(nèi)阻為如圖所示為歐姆表的原理圖，表頭內(nèi)阻為R Rg g，調(diào)零電，調(diào)零電 阻為阻為R R，電池的電動勢為，電池的電動勢為E E，內(nèi)阻為，內(nèi)阻為r r，則下列說法中正確，則下列說法中正確 的是：（的是：（ ） A.A.它是根據(jù)閉合電路歐姆定律制成的它是根據(jù)閉合電路歐姆定律制成的 B.B.接表內(nèi)電池負極的應是紅表筆接表內(nèi)電池負極的應是紅表筆 C.C.電阻的電阻的“”刻度一般在刻度盤的右端刻度一般在刻度盤的右端 D.D.調(diào)零后刻度盤的中心刻度值是調(diào)零后刻度盤的中心刻度值是r rR R

13、g gR R ABD ABD 2.2.若某歐姆表表頭的滿偏電流為若某歐姆表表頭的滿偏電流為5mA5mA，內(nèi)裝一節(jié)干電池，內(nèi)裝一節(jié)干電池， 電動勢為電動勢為1.5V1.5V，那么該歐姆表的內(nèi)阻為，那么該歐姆表的內(nèi)阻為_，待測，待測 電阻接入紅、黑兩表筆之間時，指針偏在滿刻度的電阻接入紅、黑兩表筆之間時，指針偏在滿刻度的3/43/4 處，則待測電阻的阻值為處，則待測電阻的阻值為_，表盤的中值刻度是，表盤的中值刻度是 _._.300 300 300300 100100 3.3.關(guān)于多用電表表面上的刻度線，下列說法中正確的是關(guān)于多用電表表面上的刻度線，下列說法中正確的是 ( ( ) ) A A直流電流

14、刻度線和直流電壓刻度線都是均勻的，可以直流電流刻度線和直流電壓刻度線都是均勻的，可以 共用同一刻度共用同一刻度 B B電阻刻度是不均勻的電阻刻度是不均勻的 C C電阻刻度上的零刻度線與直流電流的最大刻度線相對應電阻刻度上的零刻度線與直流電流的最大刻度線相對應 D D電阻刻度上的零刻度線與直流電流的最大刻度線不對應電阻刻度上的零刻度線與直流電流的最大刻度線不對應 ABC ABC 4.4.如圖所示，電流表滿偏電流如圖所示，電流表滿偏電流I Ig g500A500A，線圈電阻，線圈電阻R Rg g 200200，電動勢，電動勢E E1.5V,1.5V,電流表盤電流表盤 刻有平面刻度線，指針指在滿偏刻

15、刻有平面刻度線，指針指在滿偏刻 度時轉(zhuǎn)過度時轉(zhuǎn)過9090. . （1 1）指針半偏時所對應的阻值）指針半偏時所對應的阻值 是多少？是多少？ （2 2）指針轉(zhuǎn)過）指針轉(zhuǎn)過3030時所對應的時所對應的 阻值是多少？阻值是多少？ （3 3）若電池使用久了，電動勢變?yōu)椋┤綦姵厥褂镁昧?，電動勢變?yōu)?.4V1.4V，測電阻時若指，測電阻時若指 針指在中間刻度，求被測電阻針指在中間刻度，求被測電阻. . E，r g g0 E I = R +r +R g g0 1E I = 2R +r +R +R中 解析：解析：(1)(1)設電源內(nèi)阻為設電源內(nèi)阻為r r，指針滿偏時，指針滿偏時， 與中間刻度對應的阻值與中間刻

16、度對應的阻值R R中 中： ： g0 6 g E1.5 RRrR3000 I500 10 中 g g0 xx 1EE I 3RrRRRR 中 -6 g E1.4 R2800 I500 10 中 （2 2）指針指在）指針指在3030時，對應阻值為時，對應阻值為R Rx x，則，則 （3 3）電動勢）電動勢E E =1.4V=1.4V時對應的中值電阻時對應的中值電阻 R Rx x2R2R中 中 60006000 5.5.如圖所示為多用電表歐姆擋的原理示意圖如圖所示為多用電表歐姆擋的原理示意圖. .其中，電流其中，電流 表的滿偏電流為表的滿偏電流為300A300A，內(nèi)阻，內(nèi)阻r rg g=100=100，調(diào)零電阻最大值，調(diào)零電阻最大值 R=50kR=50k，串聯(lián)的定值電阻，串聯(lián)的定值電阻R R0 0=50=50，電池電動勢，電池電動勢E=1.5V.E=1.5V. 用它測量電阻用它測量電阻R Rx x，能準確測量的阻值范圍是（，能準確測量的阻值范圍是