人教高二物理選修31課件第二章恒定電流第8節(jié)多用電表的原理

1、第二章 恒定電流,第八節(jié) 多用電表的原理,在本節(jié)課中要突出實驗電路的講解，務(wù)求使學(xué)生理解實驗的原理，而不要死記公式。為了把原理講清楚，引入了表頭的內(nèi)阻、滿偏電流和滿偏電壓等概念。本節(jié)通過兩個例題說明改裝的原理，要著重說明，所謂擴(kuò)大量程到若干安或若干伏是如何理解，避免學(xué)生只記住一般擴(kuò)大量程的公式來套用。,1.了解多用電表的工作原理，能運用閉合電路歐姆定律分析多用電表。 2.了解多用電表的基本結(jié)構(gòu)，理解歐姆表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及刻度特點。 重點：歐姆表和多用電表的制作原理。 難點：理解歐姆表和多用電表的制作原理。,在前面的學(xué)習(xí)中，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了電表的改裝，知道電流表可以改裝成大量程的電流表和改裝成電壓表，

2、那么如果我們需要一個測量電阻的電表，能否把電流表改裝成直接測量電阻的歐姆表?,電流表,電壓表,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?,分壓電阻,分流電阻,如圖所示電路，電源的電動勢 E = 1.5 V , 內(nèi)阻 r = 0.5 , 電流表滿偏電流 Ig = 10 mA , 電流表電阻 Rg = 7.5 , A、B 為接線柱。,(1) 用導(dǎo)線把 A、B 直接連起來 , 此時應(yīng)把可變電阻 R 調(diào)節(jié)為多少才能使電流表恰好達(dá)到滿偏電流?,142 ,一、把表頭改裝成測電阻的歐姆表,(2) 調(diào)到滿偏后保持 R 的值不變，在 A、B 間接一個 150 的電阻 R0 ，電

3、流表指針指著多少刻度的位置 ?,= 5 mA,由于,所以,R0 也稱為中值電阻,(3) 如果把任意電阻 Rx 接在 A、B 間 , 電流表讀數(shù) I 與 Rx 的值有什么關(guān)系?,通過以上計算你有何啟發(fā)?,如果把電流表 10 mA 刻度標(biāo)為“ 0 ” , 5 mA 刻度標(biāo)為“ 150 ” , 0 mA 刻度標(biāo)為“ ” , 把其他電流刻度都按 Rx = 1.5/Ix-150 轉(zhuǎn)換成電阻刻度 , 它豈不成了一個能直接測量電阻的儀器?,2. 設(shè)計出改裝的原理圖,電流 Ix 與外電阻 Rx 是一一對應(yīng)關(guān)系。通過測量電流達(dá)到測量電阻的目的。,1. 利用電流表測量電阻的原理是什么？,歐姆表,3. 歐姆表盤的刻

4、度是均勻的嗎？,由于 I 和 Rx 是非線性關(guān)系，所以刻度不均勻，由于是減函數(shù)，所以刻度方向與電流檔相反。,相對于其他電表歐姆表的表頭有什么特點？,1. 零刻度在右邊，左邊為無限大,2. 刻度不均勻，左邊密、右邊稀疏,2. 實際使用的歐姆表具有多個量程可以選擇 ，有 10 檔、 100 檔、1000 檔等，如果實驗中選擇的是100 檔，圖示中各次的電阻分別為多少？,1. 實際使用中怎樣確定歐姆表選擇哪一檔？怎樣才能使測得電阻的阻值更精確？,指針指在中間刻度附近,5000 ,500 ,2000 ,20000 ,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?,電流表

5、,歐姆表,電壓表,三種電表的電路結(jié)構(gòu),二、多用電表,1,2,3,A,現(xiàn)在要使 B 接 1 時能成為電流表，接 2 時能成為歐姆表，接 3時能成為電壓表，這就成了一個簡單的多用電表。這個多用電表的電路圖是怎樣的？請把它在下圖基礎(chǔ)上畫出來。,電流表、歐姆表和電壓表都有一個表頭，能不能讓它們共用一個表頭制成一個多用電表呢?,指針式多用電表,觀看視頻 多用電表的外觀及檔位介紹,數(shù)字式多用電表,表頭（G）改裝成雙量程電壓表,1. 如圖所示，有一個表頭 G，滿偏電流為 Ig = 1 mA，內(nèi)阻Rg = 100 ，用它改裝為有 5 V 和 50 V兩種量程的電壓表，求 R1、R2 的阻值各為多大？,R1=

6、=4900 =4.9 k R2= = 49900 = 49.9 k,解析：當(dāng)公共端與 5 V端接入被測電路時，量程為 U1 = 5 V，當(dāng)公共端與 50 V端接入被測電路時，量程為 U2 = 50 V。則：,答案：4.9 k 49.9 k,表頭（G）改裝成雙量程電流表,2. 如圖所示 ，有一個表頭 G，滿偏電流 Ig = 500 mA，內(nèi)阻 Rg = 200 ，用它改裝為有 1 A 和 10 A 兩種量程的電流表，則 R1、R2 的阻值各為多大？,說明:對于 I1 = 1 A 的量程，G 是它的表頭，對于 I2 = 10 A 的量程，G 與 R2 串聯(lián)后相當(dāng)于它的表頭。,R1 + R2 = R

7、g = 200 ,解析：當(dāng)公共端與 1 A 端接入電路時，量程為 I1 = 1 A，當(dāng)公共端與 10 A 端接入電路時，量程為 I2 = 10 A。 當(dāng)公共端與 1 A 端接入被測電路時，電阻 R1 和 R2 串聯(lián)，再與表頭內(nèi)阻 Rg 并聯(lián)。由并聯(lián)電路中的電流分配關(guān)系可得：,當(dāng)公共端與 10 A 端接入被測電路時，電阻 R1 與表頭支路的電阻Rg + R2 并聯(lián)。由并聯(lián)電路的特點可知：,Ig ( Rg + R2 ) = ( I2 Ig ) R1,解得 R1=20 ， R2 =180 ,1. 開關(guān) S 調(diào)到 1、2、3、4、5、6 個位置時電表分別測的是什么?,2. 在測量電流和電壓時兩個位置中

8、哪個位置的量程比較大?,如圖是一個多量程多用電表的電路示意圖，電流、電壓、電阻各有兩個量程。,電流：1大,電壓：6大,1、2為電流表；3、4為歐姆表；5、6為電壓表,1. 歐姆表 構(gòu)造：表頭、電源、調(diào)零電阻 工作原理：閉合電路歐姆定律 2. 多用電表 構(gòu)造：表頭G、直流電流測量電路、直流電壓測量電 路、電阻測量電路、轉(zhuǎn)換開關(guān) 分類：機(jī)械指針式、數(shù)字式,多用電表的原理,1. 如圖所示是一個歐姆表的外部構(gòu)造示意圖，其正、負(fù)插孔內(nèi)分別插有紅、黑表筆，則虛線框內(nèi)的電路圖應(yīng)是下圖中的 (),A,2. 如圖所示為多用電表電阻擋的原理圖，表頭內(nèi)阻為 Rg，調(diào)零電阻為 R，電池的電動勢為 E，內(nèi)阻為 r，則下列說法中正確的是 () A. 它是根據(jù)閉合電路歐姆定律制成的 B. 接表內(nèi)電池負(fù)極的應(yīng)是紅表筆 C. 電阻擋對應(yīng)的“”刻度一般在刻度盤 的右端 D. 調(diào)零后刻度盤的中心刻度值是 rRgR,答案：ABD,解析：依題意可知歐姆表內(nèi)阻 R內(nèi) = 500 , 當(dāng)測 R1 = 500 時, 1/2Ig = E/(R內(nèi)+R1) ; 當(dāng)測未知電阻 R2 時, 1/3Ig=E/(R內(nèi)+R2) , 解得: R2 = 1000 。,3. 一個由滿偏電流為 3 mA 的電流表改裝而成的