高中物理人教版 (新课标)选修38 多用电表的原理教案

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修38 多用电表的原理教案，共6页。

主 备 人：赵兴泉 学科长审查签名：赵兴泉
2.8多用电表
（一）内容及解析
1、内容：学习使用多用电表，特别是欧姆表的构造和使用方法。
2、解析：会改装和使用多用电表，此节是高考的实验考试热点。
（二）目标及其解析
理解并掌握欧姆表和多用电表的制作原理。
（三）教学问题诊断分析
理解欧姆表和多用电表的制作原理。动手操作，学会用多用电表测量小灯泡的电压、电流、及二极管的正、反向电阻。
（四）、教学支持条件分析
投影仪、多用电表（指针式、数字式）、小灯泡、电池、电键、导线（若干）、二极管
（五）、教学过程设计
1、教学基本流程
教师：我们已经学习过把电流表改装成电压表和量程较大的电流表的原理，下面请同学们画出改装的原理图。
学生：在练习本上画出改装的原理图。学生代表到黑板上画。
师生互动：对学生画的改装原理图进行点评。
教师：能否将电流表改装成测量电阻的欧姆表呢？下面我们就来探究这方面的问题。
2、教学情景
1.多用电表的原理
如图是简化的多用电表电路图。它由表头G、直流电流测量电路、直流电压测量电路、电阻测量电路以及转换开关S等部分组成。图中1、2为电流测量端，3、4为电阻测量端，5、6为电压测量端。测量时，黑表笔插入“－”插孔，红表笔插入“＋”插孔，并通过转换开关接入与待测量相应的测量端。使用时，电路只有一部分起作用。
（1）测直流电流和直流电压原理
与第四节分流和分压原理相同，注意读数时要读取跟选择开关挡位相对应的刻度值。
（2）多用电表电阻挡“欧姆挡”原理
欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制作的，可直接读出电阻之值.欧姆表的结构如图所示，其中G为灵敏电流表，满偏电流Ig，线圈电阻Rg，电源电动势E，内阻r，R0为调零电阻.
当红黑表笔不接触时，电流表示数为零，红黑表笔间电阻为无限大.
当红黑表笔短接时，调节R0使指针满偏.
Ig=.
当红黑表笔间接电阻Rx时，通过电流表电流I=，每一个Rx对应一个电流I，在刻度盘上标出与I对应的Rx的值，这样即可读出待测电阻阻值，但由上式看出，I与Rx不成比例，故欧姆表刻度不均匀.
当欧姆表指针指向表盘中央时，
有
解得 即
2.多用电表的使用
（1）使用多用电表测直流电压或直流电流时，先插好表笔，再调整定位螺丝使表指针指在左端电流刻度为零处，然后把选择开关旋到直流电压挡或直流电流挡上，就可当做电压表或电流表使用了。注意接通时应使电流从“＋”插孔流入多用电表，从“－”插孔流出多用电表；选择量程时，应使指针偏转角尽量大一些。
(2)用多用电表测电阻时，要用欧姆挡，把选择开关旋到欧姆挡某量程上后，除机械调零外，还要把两表笔接触在一起，调整调零旋钮，使指针指到最右端电阻刻度为零处.然后把两表笔接在待测电阻的两端，指针示数乘以倍率即指出该电阻阻值。
注意：测量时不要用手接触电阻的两引线；为减小误差，指针应指表盘中央部分，可通过换挡实现，而每次换挡，必需重新调零；测量完毕，将选择开关旋转到OFF挡或交流最大电压挡，拔出表笔，若长期不用应取出电池。
例1 如图所示是简化的多用电表的电路。转换开关S与不同接点连接，就组成不同的电表，已知R3＜R4，下面是几位同学对这一问题的议论，请你判断他们中的正确说法：

A．S与1、2连接时，多用电表就成了电流表，且前者量程较大
B．S与3、4连接时，多用表就成了电流表，且前者量程较大
C．S与3、4连接时，多用表就成了电压表，且前者量程较小
D．S与5连接时，多用表就成了欧姆表，且5接线柱为红表笔
解答：ACD
例2 多用电表直流电流测量电路原理如图所示，设表头满偏电流Ig＝200μA，内阻Rg＝100Ω，图中R1与R2的大小应为多少？
解析：通过电流表表头的满偏电流相同，均为Ig＝200μA，接2时，R1与R2串联，表头满偏时，通过R1、R2的电流为I1-Ig；接1时，Rg与R2串联，表头满偏时，通过R1的电流为I2-Ig.
接2满偏时有：
接1满偏时有：
代入数据Ig＝2×10-4A，Rg＝100Ω，I1＝1×10-2A，I2＝1×10-3A，
得：R1=2.5Ω, R2=22.5Ω。
思考：若采用下图所示的电路是否可行呢？R1、R2的阻值各是多少？该电路有何缺点？
分析：该电路原理可行，但开关转换过程中万一接触不良，没有接通，或测量转换过程中，电流全部流经表头，将把表头损坏。
例3 如图所示，电流表满偏电流Ig＝500μA，线圈电阻Rg＝200Ω，电动势E＝1.5V,电流表盘刻有平面刻度线，指针指在满偏刻度时转过900.
（1）指针半偏时所对应的阻值是多少？
（2）指针转过300时所对应的阻值示多少？
（3）若电池使用久了，电动势变为1.4V，测电阻时若指针指在中间刻度，求被测电阻。
解析：（1）设电源内阻为r，指针满偏时，，与中间刻度对应的阻值R中：
∴
（2）指针指在300时，对应阻值为Rx，则
，Rx＝2R中＝6000Ω
（3）电动势E´=1.4V时对应的中值电阻
指针半偏刻度仍指着3000Ω，而实际电阻只有2800Ω。可见用欧姆表测电阻时，由于电动势变小，电阻的测量值偏大，电阻的测量将产生系统误差。
（六）目标检测
1. 在直流电源对小灯泡供电的情况下，测量电路某两点的电压用 ，测量电路通过的电流用 ，粗测导体的电阻用 。
2.在直流电源对小灯泡供电的情况下，用多用电表测小灯泡的电压，应将多用电表的选择开关旋至 ，其量程应 小灯泡两端电压的估计值，注意红表笔接触点的电势比黑表笔 。
3.用多用电表测量通过小灯泡的电流，应将多用电表的选择开关旋至 ，其量程应 通过小灯泡电流的估计值，电流应从 表笔流入电表。
4.多用电表做欧姆表使用时，电表内部的电源接通，电流从欧姆表的 表笔流出，经过被测电阻，从 表笔流入，指针指在刻度盘 所测的电阻较准确。
设计意图：检测目标完成情况
A组题
1. 下图为多用电表欧姆挡的原理示意图，其中电流表的满偏电流为300μA，内阻rg=100W，调零电阻最大阻值R=50kΩ，串联的固定电阻R0=50Ω，电池电动势E=1.5V。用它测量电阻Rx，能准确测量的阻值范围是( )
(A)30kΩ～80kΩ (B)3kΩ～8kΩ
(C)300Ω～80Ω (D)30Ω～80Ω
2. 用多用电表欧姆挡测电阻,有许多注意事项,下列说法中哪些是错误的 （ ）
A. 测量前必须调定位螺丝 , 待指针指零 , 而且每测一次电阻都要重新调零
B. 每次换挡后必须重新进行电阻调零
C. 待测电阻如果是连接在某电路中，应把它先与其他元件断开，再进行测量
D. 两个表笔要与待测电阻接触良好才能测得较准确，为此,应当用两个手分别将两
个表笔与电阻两端紧紧捏在一起
E. 使用完毕应当拔出表笔，并把选择开关旋到交流电压最高挡
设计意图：对学生进行基础知识练习
B组题
1. 图中B为电源，R1、R2为电阻.K为开关。现用多用电表测量流过电阻R2的电流。将多用电表的选择开关调至直流电流挡（内阻很小）以后，正确的接法是（ ）
A．保持K闭合，将红表笔接在a处，黑表笔接在b处
B．保持K闭合，将红表笔接在b处，黑表笔接在a处
C．将K断开，红表笔接在a处，黑表笔接在b处
D．将K断开，红表笔接在b处，黑表笔接在a处
2.关于多用电表表面上的刻度线 , 下列说法中正确的是（ ）
A. 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
B. 电阻刻度是不均匀的
C.交流电压刻度线是均匀的
D.电阻刻度上的零刻度线与直流电流最大刻度线相对应
3. 用 求出的“220V,40W”电灯泡电阻为1210Ω，用多用电表测得其电阻只有90Ω，下列说法中正确的是（ ）
A. 两个电阻阻值相差悬殊是不正常的 , 一定是测量时读错了数据
B. 两个阻值相差悬殊是正常的 , 因为欧姆表测电阻的误差大
C. 两个阻值相差悬殊是不正常的 , 可能出厂时把灯泡的功率标错了
D. 两个阻值相差悬殊是正常的 ,1210Ω是正常工作状态 ( 温度很高 ) 的阻值 ,90Ω是常温下的阻值
4.在图示电路的三根导线中,有一根是断的,电源、电阻器R1、R2及另外两根导线都是好的.为了查出断导线,某学生想先将多用电表的红表笔连接在电源的正极a,再将黑表笔分别连接在电阻器R1的b端和R2的c端,并观察多用电表指针的示数.在下列选挡中,符合操作规程的是（ ）
(A)直流10V挡 (B)直流0.5A挡
(C)直流2.5V挡 (D)欧姆挡
设计意图：提高学生对基础知识的学习
C组题
1下图为—正在测量中的多用电表表盘。
（1）如果是用直流10V挡测量电压，则读数为 V。
（2）如果是用×100挡测量电阻，则读数为 。
（3）如果是用直流5mA挡测量电流，则读数为 mA。
设计意图：提高部分学生的的能力
教学反思：