《高中物理选修3-1多用电表的原理》

R=g（n-1）R一、回顾：将电流表改装成电压表和大量程的电流表UxIgRVUx=Ig(Rg+R)IgIxRAIX=Ig+IRgR11nR-=gRgEIRrR=++二、理论探究：能否将电流表改装成直接测量电阻的仪表呢?例1.如图电源的电动势E=1.5V,内阻r=0.5Ω,电流表满偏电流Ig=10mA,电流表电阻7.5Ω,A、B为接线柱.(1)用导线把A、B直接连起来,此时应把可变电阻R调节为多少才能使电流表恰好达到满偏电流?RABEr解：（1）因电流表电阻Rg的值不能忽略，此时可以把电流表视为一个电阻来计算。由闭合电路欧姆定律，有从中解出可变电阻R的值1.5(7.50.5)1420.01ggERRrI=--=--W=W211.557.50.5142150gEIAmARrRR===++++++(2)调到满偏后保持R的值不变,在A、B间接一个150Ω的电阻R1,电流表指针指着多少刻度的位置?RABEr设这时电流表读数为I2，由闭合电路欧姆定律R1(3)如果把任意电阻Rx接在A、B间,电流表读数I与Rx的值有什么关系?把任意电阻Rx接到A、B之间，设电流表读数为I，则1gxEIRrRR=+++1.5150xIR=+1.5(150)xRI=-W代入数值后，得解出R1ABErRx思考与讨论：通过以上计算有何启发？能否将电流表转换成直接测量电阻的仪表？如果把电流表10mA刻度标为“0Ω”,5mA刻度标为“150Ω”,0mA刻度标为“∝Ω”,把其它电流刻度都按Rx=1.5/Ix-150转换成电阻刻度,它岂不成了一个能直接测量电阻的仪器?思考三、欧姆表1.内部电路:RABE,rRx2.表头:051015ΩΩ20304050100200500∞1K欧姆表的表面有什么特点？Rg中值电阻：电流表的指针指到刻度盘的中央时所对应的值gR=R=R+r+Rx内（R是调零电阻）反刻度、刻度不均匀、左密右疏R=R+r+Rg内Ix=ERg+r+R+RxE=R内+RxRx=-R内EIxgXEIrRRR=+++XEIRR=+内当RX=R内时，当RX=2R内时，当RX=3R内时，ggEEIrRRR==++内12gII=13gII=14gII=指针指在中间位置指针指在1/3位置指针指在1/4位置R=R+r+Rg内RABE,rRx•如图所示是一个将电流表改装成欧姆表的示意图，此欧姆表已经调零，用此欧姆表测一阻值为Ｒ的电阻时，指针偏转至满刻度４/５处，现用该表测一未知电阻，指针偏转到满刻度的１/５处，则该电阻的阻值为()•A.4RB.5R•C.10RD.16RD读数练习①②③④1、实际使用的欧姆表具有多个量程可以选择，如×10档、×100档、×1000档等，如果实验中选择的是×100档，图示中各次的电阻分别为多少？2、上面的四个数据中，哪一个比较准确？在实际使用中，如何选择欧姆表的量程？指针指在中间刻度附近时，读数较为准确。思考与讨论用欧姆表测某一电阻，发现指针如图所示指在“10”跟“5”的正中间，则该电阻的阻值为（）A、等于7.5ΩB、大于7.5ΩC、小于7.5ΩD、无法确定C思考与讨论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300μA，内阻rg=100Ω，调零电阻最大值R=50kΩ，串联的定值电阻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.30～80kΩB.3～8kΩC.300～800ΩD.30～80ΩBAABAABR1AABRR头制成一个多用电表呢?一个表头能不能让它们共用一个表问题电压表电流表和欧姆表都有A指针式多用电表数字式多用电表多用表的组成刻度盘旋钮式选择开关欧姆调零旋钮表笔机械调零螺丝五、多用表的使用1.怎样用多用电表测量小灯泡的电压?测量中应注意什么？(2)将多用表并联在待测电路两侧。(3)红表笔接高电势,黑表笔接低电势。(4)先看清满量程是多大,再判断每一个小格是多少?不要超出电表量程。(5)读数时一定要正视表针。（1）选择适当的量程（满量程的2/3左右）2.怎样用多用电表测量通过小灯泡的电流?测量中应注意什么？(2)将电流表串联在待测电路中。(3)让电流从红表笔流入,从黑表笔流出。(4)先看清满量程是多大,再判断每一个小格是多少?不要超出电表量程。(5)读数时一定要正视表针。（1）选择适当的量程（满量程的2/3左右）选择适当的倍率（根据电阻的大致值，旋转选择开关至欧姆档）测量时指针尽可能达中间位置欧姆调零（红、黑表笔短接，调节调零旋钮使指针指向最右方“0”处）测量（将被测电阻跨接在红、黑表笔间）注意：①不要用手接触电阻的两引线。②若发现指针偏角太大或太小应换用倍率较小或较大的挡。但每次换档后必须重新调零。③每次测电阻前都要把电阻从电路中断开不能带电测量。读数测量值＝表盘指针示数×倍率测量完毕将选择开关旋转到“off”档或交流高压档，拔出表笔长期不用应取出电池。3多用表测电阻读数？•用多用电表测电阻时，若选择“×100”的欧姆档测量发现（）•A.指针指在电阻刻度较靠近0Ω的某刻度线上，则应换用“×1k”的欧姆档测量•B.指针指在电阻刻度较靠近0Ω的某刻度线上，则应换“×10”或“×1”欧姆档测量•C.指针指在电阻刻度较靠近∝的某刻度线上，则应换用“×1k”的欧姆档测量•D.指针在电阻刻度较靠近∝的某刻度线上，则应换用“×10”或“×1”的欧姆档测量BC•练习用多用电表测电阻的实验中有关欧姆表的使用和连接，下列说法中正确的是（）•A.黑表笔与表内电源正极相连，红表笔与表内电源负极相连•B.测电阻时，表针偏转角度越大，所测电阻越小•C.两表笔短接调零时，指针不能指在零位，可在读数时将原来的阻值扣除•D.读出表盘指示数值，即得测量值ARABE,rRx电流从欧姆表的黑表笔流出,经过被测电阻,从红表笔流入.(1)二极管的单向导电性4多用电表测量二极管(2)欧姆表中电流的方向二极管是一种半导体元件.导电特点:电流从正极流入时电阻较小;电流从正极流出时电阻较大.RxIR小R大(3)测量二极管的正向电阻选挡将选择开关旋至低倍率的欧姆挡(例如“×10Ω挡).欧姆调零测量(将黑表笔接触二极管正极,红表笔接触二极管负极)读数将指针示数乘以倍率得测量值.(4)测量二极管的反向电阻选挡将选择开关旋至高倍率的欧姆挡(例如×100Ω档).欧姆调零测量:将黑表笔接触二极管负极,红表笔接触二极管正极读数:将指针示数乘以倍率得测量值.(5)应用:判断二极管的正负极;判断二极管的好坏.正向导通时,电阻约为几百欧姆;反向截止时,电阻约为几百千欧.正向电阻越小越好(不能为零);反向电阻越大越好(不能无限大).二极管R1ABE,r用多用表的欧姆档接电容器：会看到什么现象？指针先偏转，然后又缓慢回到“∞”刻度原因：电容器在通电瞬间有充电电流，稳定后断路)1、探测电源多用电表的电压档探测到读数不为零，则表明黑箱内有电源2、探测二极管探测到二次读数相等。如何用多用电表探索黑箱内的电学元件？思考与讨论探测电阻（互换红、黑表笔位置后）电容器指针先偏转，然后又缓慢回到“∞”刻度多用电表的欧姆档互换红、黑表笔位置二次读数不相等思考与讨论图A、B、C为黑箱上的三个接点,箱内有两个电学元件与它们相连,为探明内部结构,某同学用多用电表进行了四步测量：（1）用直流电压档测量：A、B、C三点间均无电压；（2）用欧姆档测量：A、C间正反向电阻完全相同；（3）用欧姆档测量：黑表笔接A点，红表笔接B点，有电阻；反接后阻值很大；（4）用欧姆档测量：黑表笔接C点，红表笔接B点，有电阻，阻值比第（2）步测得的大；反接后阻值很大。请判断黑箱内部有什么元件？它们是怎样连接的？小结1、万用表测电阻的测量原理：闭合电路欧姆定律2.欧姆表盘刻度的原理①原理:②满偏电流对应为0③半偏电流对应④电流为0对应电阻为∞RX与I是一一对应刻度线不均匀3、测电阻、电流、电压时，电流均从红表笔流入万用表XRx内EI=R+RR内XRgERI中内R四、多用电表示意图EE0问题1.开关S调到1、2、3、4、5、6个位置时电表分别测的是什么?2.在测量电流和电压时两个位置中哪个位置的量程比较大?AB1234561、2为电流表3、4为欧姆表5、6为电压表电流：1大电压：6大•用多用表测量电流、电压或电阻时，表盘指针的位置如图所示。如果选择开关指在“V-50”位置时，测量结果为；如果选择开关指在“mA-10”位置时，测量结果为；如果选择开关指在“Ω—×100”位置时，测量结果为。