多用電表的原理省賽一等獎

長沙市稻田中學(xué)高二物理組第二章《恒定電流》第8節(jié)多用電表的原理1如何把電流表改裝成電壓表2如何把電流表改裝成量程較大的電流表知識回顧UIgVURgRUgURIgUgAIUgIIgIRRRg分壓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一、歐姆表的工作原理【問題引入】我們可以把表頭改裝成一個(gè)電流表或電壓表來測量電流或電壓。是否可以改裝成一個(gè)能夠測量電阻的歐姆表呢？如何實(shí)現(xiàn)呢？↑RGE、r【提示】表頭指針的偏轉(zhuǎn)取決于流過它的電流，要使指針能反映電阻，就必須建立電阻與電流的關(guān)系。請你試著設(shè)計(jì)一個(gè)電路，能夠使電流與電阻建立聯(lián)系。Rx↑GE、r一、歐姆表的工作原理【思考】（1）當(dāng)待測電阻R=0時(shí)（兩接線柱之間用一根導(dǎo)線相連），此時(shí)指針偏角怎樣？

（2）為使歐姆表刻度容易標(biāo)記，應(yīng)當(dāng)使指針偏向何處？

（3）若沒有偏向此處，可以通過添加何元件加以調(diào)節(jié)？↑GE、rR0【分析】當(dāng)接入的待測電阻為0時(shí)，應(yīng)該使得電流達(dá)到最大，即滿偏電流。如果沒有滿偏可以通過變阻器進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其滿偏?！麲E、rR0【思考】在歐姆表原理圖中，請你分析：

（1）當(dāng)接入電阻為0時(shí)（也稱短接），電路滿足的關(guān)系。

（2）待測電阻R的阻值與電流表示數(shù)I的關(guān)系。

（設(shè)電源電動勢為E、內(nèi)阻為r,表頭內(nèi)阻為Rg、滿偏電流為Ig）Rx一、歐姆表的工作原理【練習(xí)】電源電動勢為E=3V、表頭的滿偏電流為Ig=100mA，請你計(jì)算以下問題：

（1）此歐姆表的內(nèi)阻應(yīng)為多大？

（2）當(dāng)電流依次為：I1=Ig/4=25mA；I2=Ig/2=50mA；

I3=3Ig/4=75mA時(shí)，對應(yīng)的待測電阻的阻值?！麲E、rR0Rx一、歐姆表的工作原理【提示】（1）R內(nèi)=E/Ig=30Ω

（2）如果設(shè)電流I=Ig/n，則R=n-1R內(nèi)可得：

n1=4,R1=3×30Ω=90Ω；

n1=2,R2=30Ω;

n1=4/3,R3=30Ω/3=10Ω。mA1000507525【思考】根據(jù)以上計(jì)算，請你試著在下面的刻度盤上標(biāo)上與電流示數(shù)對應(yīng)的電阻值，并體會歐姆表刻度盤的特點(diǎn)?！?301090Ω【思考】在剛才的問題中，如果將最小刻度定為5Ω，則請你在剛才的刻度盤上標(biāo)出0Ω-10Ω，10Ω-30Ω，30Ω-90Ω，90Ω-∞之間的刻度線。（先計(jì)算一下每條刻線對應(yīng)的阻值及與之對應(yīng)的電流是Ig的多少倍）范圍刻線條數(shù)刻線對應(yīng)阻值刻線對應(yīng)電流(Ig的倍數(shù))0-10Ω15Ω6/710-30Ω315Ω2/320Ω3/525Ω6/1130-90Ω1135Ω6/1340Ω3/745Ω2/550Ω3/855Ω6/1760Ω1/365Ω6/1970Ω3/1075Ω2/780Ω3/1185Ω6/23mA1000507525歐姆表刻度標(biāo)記∞03010905152035Ω25【思考】請你試著總結(jié)一下歐姆表的刻度盤有何特點(diǎn)【1】歐姆表0刻線在表盤的最右端（短接時(shí)）；

【2】歐姆表左端對應(yīng)斷路，阻值∞；

【3】歐姆表中央刻線對應(yīng)的阻值恰好等于歐姆表的內(nèi)阻（中值電阻）；

【4】歐姆表的刻線左密右疏，不均勻；

歐姆表刻度不均勻的根本原因是：待測電阻R與電流I不成線性關(guān)系。二、多用電表的結(jié)構(gòu)【引入】在電流表、電壓表、歐姆表中都要用到一個(gè)共同的部件——表頭，起到顯示功能。我們是否可以把它們集中在一起，形成一個(gè)既可以測量電流、電壓又可以測量電阻的儀表呢？這就是多用電表，也稱萬用表。閱讀教材65頁思考與討論，完成電路圖。123ABAA甲乙丙R1R2BAABAABR1R2A共同探究:電壓表電流表和歐姆表都有一個(gè)表頭能不能讓它們共用一個(gè)表頭制成一個(gè)多用電表呢____6B1AG2345ASEE討論與交流1、開關(guān)S調(diào)到哪兩個(gè)位置上多用電表測量的是電流？2、調(diào)到哪兩個(gè)位置上測量的是電壓？3、調(diào)到哪兩位置上測量的是電阻？4、兩個(gè)位置中哪個(gè)位置測量的量程大？5、測電阻、直流電流、直流電壓時(shí)，電流流經(jīng)紅、黑表筆有什么共同特點(diǎn)？__特點(diǎn)：電流均從紅表筆流入多用電表！優(yōu)點(diǎn)：測量方便缺點(diǎn)：若電池用久了，電動勢會變化，產(chǎn)生誤差較大，只能粗略測量電阻R優(yōu)缺點(diǎn):三、認(rèn)識多用電表指針式多用電表數(shù)字式多用電表多用電表的外觀及部件名稱識別刻度盤歐姆調(diào)零旋鈕紅黑表筆功能選擇開關(guān)指針定位螺絲直流電流量程選擇區(qū)電阻倍率選擇交流電壓量程選擇直流電壓量程選擇OFF擋歐姆表刻度盤直流電流、電壓表刻度盤四、練習(xí)使用多用電表

1測量定值電阻【1】選擇開關(guān)置于電阻檔；

【2】選擇恰當(dāng)倍率：因?yàn)橹羔樦冈谥醒胛恢酶浇鼤r(shí)，誤差最小，因此要選擇恰當(dāng)倍率使指針能指向中央附近；【3】歐姆調(diào)零：兩支表筆短接，觀察指針是否指向右側(cè)0Ω位置，若不在，旋動歐姆調(diào)零旋鈕，使其指向此位置。

【4】測量讀數(shù)：兩表筆與待測電阻接觸，讀出示數(shù)=指針示數(shù)×倍率注意：

（1）斷電操作：即待測電阻應(yīng)該從電路中斷開。

（2）測量時(shí)手不能與表筆金屬部分接觸。

（3）更換倍率后必須重新進(jìn)行歐姆調(diào)零。四、練習(xí)使用多用電表

1測量定值電阻【思考】如果測電阻時(shí)，選擇×10擋，指針的偏角太小，應(yīng)當(dāng)更換哪個(gè)倍率后再次測量？

A、×100擋B、×1擋【提示】偏角是以左邊0刻線為起始邊度量的！A小換大大換小四、練習(xí)使用多用電表

2測量直流電流【1】選擇開關(guān)置于直流電流擋；

【2】選擇恰當(dāng)量程：對于電流表和電壓表而言，指針應(yīng)該盡量滿偏，不能滿偏，也至少要達(dá)到滿偏的1/3以上；

【3】接入電路：紅表筆相當(dāng)于正接線柱，黑表筆相當(dāng)于負(fù)接線柱，把萬用表串聯(lián)進(jìn)待測電路中。

【4】讀數(shù)：根據(jù)所選量程，推算出最小分度值，進(jìn)行讀數(shù)，注意估讀。電壓表和電流表的估讀方法：（1）最小分度為“1”的：估讀到下一位。

（2）最小分度為“2”的：按1/2估讀，超過半格的加上最小分度的1/2，不足半格的舍棄。

（3）最小分度為“5”的：按“五分之幾”估讀，接近于最小分度的“五分之幾”就加上最小分度的“五分之幾”。0123A00.60.40.2051015V03210.6A量程讀數(shù)：_______

3A量程讀數(shù)：_________3V量程讀數(shù)：______

15V量程讀數(shù)：_____四、練習(xí)使用多用電表

3測量直流電壓【1】選擇開關(guān)置于直流電壓擋；

【2】選擇恰當(dāng)量程：對于電流表和電壓表而言，指針應(yīng)該盡量滿偏，不能滿偏，也至少要達(dá)到滿偏的1/3以上；

【3】接入電路：紅表筆相當(dāng)于正接線柱，黑表筆相當(dāng)于負(fù)接線柱，把萬用表與待測電路并聯(lián)。

【4】讀數(shù)：根據(jù)所選量程，推算出最小分度值，進(jìn)行讀數(shù)，注意估讀。三、練習(xí)使用多用電表

4判斷二極管的正負(fù)極【思考】根據(jù)多用電表的電路圖，請你分析一下：

（1）測電流時(shí)電流從哪個(gè)表筆流入多用電表？

（2）測電阻時(shí)電流從哪個(gè)表筆流入多用電表？AE、rR0123【提示】（1）測電流電壓時(shí)，電流均從紅表筆流進(jìn)。

2測電阻時(shí)電流從黑表筆流出，經(jīng)待測電阻后從紅表筆流進(jìn)。紅進(jìn)黑出三、練習(xí)使用多用電表

4判斷二極管的正負(fù)極【思考】如果黑表筆接二極管的A端，紅表筆接二極管的B端