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新人教版高中物理选修3-1:多用电表的原理


拓展一 对欧姆表的进一步理解 如图所示是多用电表的表盘.
(1)为何欧姆表的零刻度在表盘的右端? (2)欧姆表的刻度为何是不均匀的? (3)刻度盘的中间刻度值有什么重要意义?
提示:(1)当红、黑表笔短接时,调节可变电阻,使 电流表指针满偏,所以在电流表满刻度处标电阻“0”.
(2)由闭合电路欧姆定律得I=
小试身手 2.(多选)关于多用电表,下列叙述正确的是( ) A.多用电表是电压表、电流表、欧姆表共用一个 表头改装而成的 B.用多用电表无论是测电压、电流,还是测电 阻,红表笔接触点的电势都高于黑表头接触点的电势 C.多用电表的电压挡、电流挡、欧姆挡都是靠外 部提供电流的 D.直流电流刻度线和直流电压刻度线都是均匀 的,可以共用同一刻度线 答案:AD
第二章 恒定电流
8 多用电表的原理
学习目标
1.知道欧姆表测量电阻的原 理,进一步提高应用闭合电 路欧姆定律分析问题的能 力. 2.了解欧姆表的内部结构和 刻度特点. 3.了解多用电表的基本结构, 知道多用电表的测量功能.
重点难点
重点
多用电表的 构造.
理解欧姆表 难点 的构造和原
理.
知识点一 欧姆表 提炼知识 1.欧姆表内部构造:表头、电源和可变电阻三部分 组成. 2.欧姆表原理:依据闭合电路的欧姆定律制成,由 电流表改装而成.
3.欧姆表测量原理.如图所示,当红黑表
笔间接入被测电阻Rx时,通过表头的电流I=
E r+Rg+R+Rx
.改变Rx,电流I随着改变,每
Hale Waihona Puke 个Rx值都对应一个电流值,在刻度盘上直接标出与I值对
应的Rx值,就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值.
4.欧姆表内阻:将红、黑表笔短接,调节滑动变阻
器使电流表达到满偏电流Ig,根据闭合电路的欧姆定律,
E r+Rg+R+Rx
,I与Rx
不成正比,所以欧姆表的刻度不均匀.
(3)欧姆表满偏调零时,Ig=
E r+Rg+R
,测量指针指
在中值时I2g=r+Rg+ER+Rx中得Rx中=r+Rg+R=r内.
刻度
标注方法
标注位置
红、黑表笔相接,调节调零电阻 0
使指针满偏,被测电阻Rx=0
红、黑表笔不接触,表头指针不 ∞
小试身手 1.如图所示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( )
答案:A
知识点二 多用电表 提炼知识 1.电流表的改装原理:由同一表头并联(选填“串 联”或“并联”)不同电阻改装而成的量程不同的电流表. 2.电压表的改装原理:由同一表头串联(选填“串 联”或“并联”)不同电阻改装而成的量程不同的电压表. 3.欧姆表的改装原理:将对应Rx的电流刻度值改为 电阻值即为欧姆表.
5.多用电表外形构造. 如图所示,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区域及量程.使用前应该 调整“指针定位螺丝”,使其指针指到零刻度.不使用 的时候应该把选择开关旋转到OFF位置.
判断正误 (1)多用电表所有刻度线都是均匀的.( ) (2)用多用表无论是测电压或是测电流时电流总是从 红表笔流入,从黑表笔流出.( ) (3)多用电表使用完后必须拔出表针且将开关拨到交 流最高挡或OFF挡.( ) 答案:(1)× (2)√ (3)√
可知,I与Rx不成简单的反比关系,
所以欧姆表的刻度不均匀,且越靠近“∞”处刻度越紧
密.
【典例1】 如图所示为欧姆表的原 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,电源电动势E=1.5 V.当电流是满偏电流的二分之 一时,用它测得的电阻Rx是多少?
1.把一量程6 mA、内阻100 Ω的电流表改装 成欧姆表,线路如图所示,现备有如下器材:A. 电源E=3 V(内阻不计);B.滑动变阻器0~100 Ω;C.滑动变阻器0~500 Ω;D.红表笔;E.黑表笔.
(1)滑动变阻器选用________. (2)红表笔接________端,黑表笔接________端. (3)电流表2 mA刻度处换成电阻刻度,其电阻值应为 ________.
Ig=r+REg+R,故欧姆表内电阻R内=IEg=r+Rg+R.
说明:(1)当红、黑表笔断开时,电流表中电流为零,
此时表笔间电阻无穷大,所以在表盘上电流零处标电阻
“∞”;当红、黑表笔短接时,调节欧姆表的调零电阻,
使电流表指针满偏,所以在电流满偏处标电阻“0”.
(2)I与Rx不成比例,欧姆表的刻度不均匀(选填“均匀”
解析:用欧姆挡测量电阻时,对电路应用闭合电路 欧姆定律,当电流表满偏时有
Ig=RE内,其中R内为欧姆表的内阻. 所以有R内=IEg=300×1.510-6 Ω=5 000 Ω. 用它测量电阻Rx时,当指针指在表盘中央时有 12Ig=R内+E Rx得:Rx=2IEg -R内=5 000 Ω. 故测得的电阻Rx是5 000 Ω. 题后反思 1.红黑表笔短接时对应的是满偏电流. 2.半偏时被测电阻与欧姆表内阻相等.
4.电流进、出电表的流向. (1)电流挡串联接入电路,电流从红表笔流进电表, 从黑表笔流出,即“红进、黑出”; (2)电压挡并联接入电路,红表笔接高电势点,黑表 笔接低电势点,电流仍然是“红进、黑出”; (3)使用欧姆挡时,红表笔连接表内电源的负极,黑 表笔连接表内电源的正极.电流仍然是“红进、黑 出”.
或“不均匀”).欧姆表偏角越大,表明被测电阻越小.
(3)中值电阻:当外加电阻Rx=Rg+r+R0时,电流
为I=
E Rx+R0+Rg+r

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Ig,此时电流表指针指在刻度盘
的中央,该电阻叫中值电阻.
判断正误 (1)欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的.( ) (2)用欧姆表测电阻时,电流从红接线柱流进,从黑 接线柱流出.( ) (3)欧姆表的指针张角越大,被测电阻越大.( ) 答案:(1)√ (2)√ (3)×
偏转,被测电阻Rx=∞
中值 电阻 Rx=r+R+Rg
满偏电流Ig处 电流为0处 刻度盘正中央
红、黑表笔接Rx,Ix= Rx r+R+ERg+Rx,Rx与Ix一一对应
与Rx对应的电 流Ix处
特别说明 (1)欧姆表的“0”刻度线在刻度盘的最右 端,刻度盘的最左端为“∞”刻度线.
(2)由I=
E R内+Rx
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