2019-2020学年高中物理 第2章 恒定电流 第8节 多用电表的原理课件 新人教版物理选修3-1

8多用电表的原理同学们，上一节我们学习了闭合电路欧姆定律，首先请大家回顾一下有关知识，然后回答下面的几个问题：1．(2018·北京学业考试)在如图所示的电路中，电源的电动势E＝3.0V，内阻r＝1.0Ω，R为滑动变阻器．当闭合开关S后，电流表示数为0.30A．忽略电流表的内阻，则滑动变阻器接入电路的阻值为()课前·自主学习A．8.0ΩB．9.0ΩC．10.0ΩD．11.0Ω【答案】B【解析】闭合开关S，根据闭合电路欧姆定律得I＝ER＋r，变形得R＝EI－r＝30.3－1.0Ω＝9.0Ω，即滑动变阻器接入电路的阻值为9.0Ω.故选B．2．(2018·崇明二模)如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻r＝0，滑片P在变阻器正中位置时，电灯L正常发光，各电表为理想电表．现将滑片P向右移动的过程中()A．电流表示数变小B．电压表示数变大C．电灯L的功率不变D．电阻R1的功率变小【答案】C【解析】将滑片P向右移动时，变阻器接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律得知，电路总电流I增大，则电流表的示数变大；由于内阻为零，故路端电压不变，电灯L消耗的功率不变；流过变阻器的电流I1＝I－IL，I增大，IL不变，则I1增大，电阻R1消耗的功率变大，电阻R1两端的电压U1增大；电压表的示数UV＝U－U1，U不变，U1增大，则电压表示数变小．故C正确，A、B、D错误．一、欧姆表1．内部构造：________、电源和可变电阻三部分组成．2．原理：依据___________________制成，由________改装而成．表头闭合电路欧姆定律电流表3．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＝____________.改变被测电阻Rx的阻值，电流I随着改变，每个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．ERx＋R＋Rg＋r4．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，根据闭合电路欧姆定律知Ig＝___________，故欧姆表内电阻R内＝________＝________.Er＋Rg＋REIgr＋Rg＋R二、多用电表1．用途：共用一个________，可分别测量电压、电流、电阻等物理量．2．最简单的多用电表原理图如图所示，当单刀多掷开关接通1时，可作为_________使用，接通2时，可作为_______________使用，接通3时，可作为____________使用．表头电流表欧姆表电压表3．外形构造如图所示，使用前应该调整“指针定位螺丝”，使其指针指到________刻度．不使用的时候应该把选择开关旋转到________位置．零OFF家电维修人员利用一块多用电表，便能查出电器发生故障的原因和位置，你知道他是怎么用的吗？【答案】多用电表可以测电流、电压和电阻，根据这些量的不同，判断故障的原因和位置．1．原理如图所示甲图表示欧姆表红、黑表笔短接，未测电阻；乙图表示欧姆表红黑表笔断接，也是为测电阻；丙图表示欧姆表测电阻Rx时的原理图．课堂·优化整合欧姆表的原理其中R叫调零电阻，R＋Rg＋r为欧姆表的内阻．甲乙丙2．刻度标注刻度标注方法标注位置“0”红黑表笔短接调节调零电阻使指针满偏被测电阻Rx＝0指针偏转角度最大，达到满偏电流Ig处“∞”红黑表笔不接触表头指针不偏转被测电阻Rx＝∞指针偏转角度最小，电流为零处中值电阻Rx＝r＋R＋Rg刻度盘正中央“Rx”红黑表笔接RxIx＝Er＋R＋Rg＋RxRx与Ix一一对应与Rx对应的电流Ix处，Rx与Ix是非线性关系，故电阻挡表盘刻度不均匀，呈“左密右疏”在如图所示的电路中，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Rg＝7.5Ω，A、B为接线柱．(1)用一根导线把A、B直接连起来，此时，应把可变电阻R1调节为多少才能使电流表恰好达到满偏电流？(2)调至满偏后保持R1的值不变，在A、B间接入一个150Ω的定值电阻R2，电流表指针指着多少刻度的位置？(3)如果把任意电阻R接在A、B之间，电流表示数I与R的值有什么关系？例1解析：(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Ig＝ERg＋r＋R1，从中解出可变电阻R1＝EIg－Rg－r＝1.50.01－7.5－0.5Ω＝142Ω，这表示当两个接线柱直接连到一起，且表头指针恰好满偏时，可变电阻R1的值需调节到142Ω.(2)保持可变电阻R1的值不变，把R2＝150Ω接在A、B之间，设这时电流表示数为I2，由闭合电路欧姆定律得I2＝ERg＋r＋R1＋R2＝1.57.5＋0.5＋142＋150A＝0.005A＝5mA，这表示接入R2后，电流表指针指在“5mA”刻度的位置．(3)把任意电阻R接到A、B之间，设电流表示数为I，则I＝ERg＋r＋R1＋R代入数值后，得I＝1.5V150Ω＋R，解得R＝1.5VI－150Ω.答案：(1)142Ω(2)5mA(3)R＝1.5VI－150Ω1．若某欧姆表表头的满偏电流为5mA，内装一节干电池，电动势为1.5V，那么该欧姆表的内阻为______Ω，待测电阻接入红、黑两表笔之间时，指针偏在满刻度的34处，则待测电阻的阻值为________Ω.【解析】将红、黑表笔短接，调节调零电阻的阻值，当电流满偏时Ig＝ERg＋r＋R0，欧姆表的内阻，即R内＝Rg＋r＋R0＝EIg＝1.55×10－3Ω＝300Ω，当电流为34Ig时，有34Ig＝ER内＋Rx，即R内＋Rx＝4E3Ig＝400Ω，故Rx＝100Ω.【答案】300100如图所示，分别把电流表、欧姆表、电压表的电路示意图组合在一起，就是最简单的多用电表的电路．多用电表的改装原理1．电流表的改装原理：由同一表头并联不同电阻改装而成的几个量程不同的电流表．2．电压表的改装原理：由同一表头串联不同电阻改装而成的几个量程不同的电压表．3．欧姆表的改装原理：内部有电源，将对应Rx的电流刻度值改为电阻值即为欧姆表．4．多用电表中电流的流向(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．(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”．多用电表是实验室和日常实验中常用的仪器之一，它具有测量电压、电流和电阻等多种测量功能．如图所示是多用电表的内部电路图，在进行电阻测量时，应将开关S拨到________或________位置；若测量电压时只有10V和50V两个量程，在测量时选择50V量程，应将开关S拨到________位置；若测量电流时只有25mA和100mA两个量程，在测量时选择25mA量程，应将开关S拨到________位置．例2答案：3462解析：使用欧姆挡时需要电表内接电源，所以3、4为电阻挡；由于串联电阻具有分压作用，所以将灵敏电流计的表头改装成电压表时应串联电阻，故5、6为电压挡，又因串联电阻越大，量程越大，所以在测量时选择50V量程，应将开关S拨到6位置；由并联电阻的分流作用知1、2为电流挡．设1接线柱左侧电阻为R1,1、2间的电阻为R2,1、2两挡测电流的对应量程分别为I1＝IgRg＋R2R1＋Ig，I2＝IgRgR1＋R2＋Ig，可知I1＞I2，故选择25mA量程时，应将开关S拨到2位置．2．(多选)关于多用电表表盘上的刻度线，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，可以共用一刻度线B．电阻刻度线是不均匀的C．电阻刻度上的零刻度线与直流电流的最大刻度线相对应D．电阻刻度上的零刻度线与直流电流的最大刻度线不对应【答案】ABC【解析】直流电压是根据U＝IR设计而成的，直流电流挡是根据I＝UR设计而成的，所以刻度线是均匀的，而欧姆表是根据闭合电路欧姆定律Ix＝Er＋R＋Rg＋Rx设计的，所以刻度不均匀，当测量电阻为零时，电流最大．