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2019-2020年人教版高中物理選修3-1 第2章 第8節(jié) 多用表的原理（教案） 【知識(shí)與技能】 1、了解多用電表的性能，知道多用電表的原理。 2、掌握電阻檔（歐姆表）的原理，即利用閉合電路歐姆定律方法測(cè)量電阻的阻值。 3、學(xué)會(huì)應(yīng)用多用電表測(cè)量電壓、電流和電阻。 【過(guò)程與方法】 1、通過(guò)對(duì)歐姆表原理的分析，提高學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力。 2、通過(guò)應(yīng)用多用電表測(cè)量電阻和電壓，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。 【情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)】 1、運(yùn)用多用電表進(jìn)行一定的探究活動(dòng)，提高學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 【教學(xué)過(guò)程】 ★重難點(diǎn)一、歐姆表★ 歐姆表 1、構(gòu)造：歐姆表是根據(jù)閉合電路的歐姆定律制成的，它的原理如圖所示，G是電流表(表頭)，內(nèi)阻為Rg，滿(mǎn)偏電流為Ig，電池的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r.電阻R是可變電阻，也叫調(diào)零電阻． 2、原理：閉合電路的歐姆定律 歐姆表 狀態(tài) 電路圖 I與Rx的對(duì)應(yīng)性 刻度特點(diǎn) 兩表筆 短路 (調(diào)零) 相當(dāng)于被測(cè)電阻Rx＝0，調(diào)節(jié)R使I＝Ig＝，即表頭滿(mǎn)偏．(Rg＋r＋R是歐姆表內(nèi)阻) 表頭電流滿(mǎn)偏I(xiàn)g處，對(duì)應(yīng)歐姆表零刻度(右側(cè)) 兩表筆 斷路 相當(dāng)于被測(cè)電阻Rx＝∞，此時(shí)I＝0，指針不偏轉(zhuǎn) 表頭電流I＝0處，對(duì)應(yīng)歐姆表∞刻度(左側(cè)) 測(cè)量電 阻Rx 被測(cè)電阻為Rx，I＝，指針指到某確定位置 表頭電流I與電阻Rx一一對(duì)應(yīng)，但不是線(xiàn)性關(guān)系，表盤(pán)刻 3、歐姆表的刻度 （1）由I＝可看出，I與Rx不成比例，所以歐姆表的刻度是不均勻的，從表盤(pán)上看，靠右邊的刻度稀疏，靠左邊的刻度稠密，即“左密右疏”． （2）歐姆表的電阻零刻度是電流最大刻度處，在刻度盤(pán)最右側(cè)Ig處，而歐姆表電阻“∞”刻度是電流零刻度處．所以歐姆表偏角越大，表明被測(cè)電阻值越小． （3）當(dāng)歐姆表指針指向表盤(pán)中央時(shí)，有Ig＝，解得Rx＝Rg＋r＋R0＝R內(nèi)，即當(dāng)指針半偏時(shí)，表盤(pán)的中值電阻R中＝R內(nèi)． 4、歐姆表的選擋． 從理論上講，歐姆表可以直接測(cè)量從零至無(wú)限大之間任何阻值的電阻，但由于面板刻度不均勻(即I與Rx的非線(xiàn)性關(guān)系)，使得在零值附近和無(wú)限大值附近很難準(zhǔn)確地讀出被測(cè)電阻的數(shù)值(測(cè)量誤差很大)．一般來(lái)說(shuō)，歐姆表刻度標(biāo)尺長(zhǎng)度的10%～90%之間為有效工作刻度．另外當(dāng)Rx＝R內(nèi)時(shí)，即在中值附近時(shí)，指針偏角φ與Rx的關(guān)系比較接近線(xiàn)性，刻度較均勻，因此，在具體測(cè)量時(shí)，最好使指針位于中央附近，這就是選擋的依據(jù)． 【特別提醒】 (1)歐姆表的紅表筆接內(nèi)部電源的負(fù)極，測(cè)量時(shí)電流從黑表筆流出，從紅表筆流入． (2)使用歐姆擋測(cè)電阻時(shí)，指針的偏角越大，測(cè)量電阻值越小，指針的偏角越小，測(cè)量電阻值越大． 【典型例題】如圖為多用表歐姆擋的原理示意圖，其中電流表的滿(mǎn)偏電流為 Ig=300μA，內(nèi)阻Rg＝100Ω，調(diào)零電阻最大阻值R＝50kΩ，串聯(lián)的固定電阻R0＝50Ω，電池電動(dòng)勢(shì) E＝1.5V，用它測(cè)量電阻Rx，能準(zhǔn)確測(cè)量的阻值范圍是（ ） A．30 kΩ～80 kΩ B．3 kΩ～8 kΩ C．300 kΩ～800 kΩ D．3000 kΩ～8000 kΩ 【答案】B ★重難點(diǎn)二、多用電表★ 多用電表 1．用途 共用一個(gè)表頭，可分別測(cè)量電壓、電流、電阻等物理量． 2．多用電表的構(gòu)造 下圖是簡(jiǎn)化的多用電表電路圖．它由表頭、直流電流測(cè)量電路、直流電壓測(cè)量電路、電阻測(cè)量電路以及轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S等部分組成． ★多用電表內(nèi)部構(gòu)造． 如圖是簡(jiǎn)化的多用電表電路圖．它由表頭G、直流電流測(cè)量電路、直流電壓測(cè)量電路、電阻測(cè)量電路以及轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S等部分組成．其中1、2為電流測(cè)量端，3、4為電壓測(cè)量端，5為電阻測(cè)量端．測(cè)量時(shí)，黑表筆插入“－”插孔 ，紅表筆插入“＋”插孔，并通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)接入與待測(cè)量相應(yīng)的測(cè)量端．使用時(shí)，電路只有一部分起作用． 開(kāi)關(guān)S調(diào)到1或2時(shí)，多用電表測(cè)量的是電流；調(diào)到5或6時(shí)，多用電表測(cè)量的是電壓；調(diào)到3或4時(shí)，多用電表測(cè)量的電阻．在測(cè)量電流時(shí)，1的量程較大；測(cè)量電壓時(shí)，6的量程較大． (1)測(cè)直流電流和直流電壓的原理，就是電阻的分流和分壓原理，其中轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)接1或2時(shí)測(cè)直流電流；接3或4時(shí)測(cè)直流電壓；轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)接5時(shí)，測(cè)電阻． (2)多用電表電阻擋(歐姆擋)原理． 多用電表歐姆擋電路原理如圖所示． ★測(cè)量原理． 當(dāng)待測(cè)電阻Rx接入圖示電路后形成閉合回路．由閉合電路歐姆定律可知，流過(guò)新表頭的電流為I＝，式中r′是R1和R2串聯(lián)后與Rg的并聯(lián)等效電阻，R′是R5和R6串聯(lián)的等效電阻．從此式可解出Rx＝－r－r′－R′.可見(jiàn)，Rx與I有著一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，如果在刻度盤(pán)上直接標(biāo)出與I對(duì)應(yīng)的Rx的值，則就能從刻度盤(pán)上直接讀出待測(cè)電阻Rx的值． 3．常用的多用電表 (1)指針式多用表 如圖所示是一種指針式多用電表的外形圖，表的上半部分為表盤(pán)，下半部分是選擇開(kāi)關(guān)，周?chē)鷺?biāo)有測(cè)量功能的區(qū)域及量程．將選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到電流擋，多用電表內(nèi)的電流表電路就被接通，選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到電壓擋或電阻擋，表內(nèi)的電壓表電路或歐姆表電路就被接通．在不使用時(shí)，應(yīng)把選擇開(kāi)關(guān)旋到OFF擋，或交流電壓最高擋． 3．常用的多用電表 (1)指針式多用表 如圖所示是一種指針式多用電表的外形圖，表的上半部分為表盤(pán)，下半部分是選擇開(kāi)關(guān)，周?chē)鷺?biāo)有測(cè)量功能的區(qū)域及量程．將選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到電流擋，多用電表內(nèi)的電流表電路就被接通，選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到電壓擋或電阻擋，表內(nèi)的電壓表電路或歐姆表電路就被接通．在不使用時(shí)，應(yīng)把選擇開(kāi)關(guān)旋到OFF擋，或交流電壓最高擋． (2)數(shù)字式多用電表 如圖所示是數(shù)字式多用電表，數(shù)字電表的測(cè)量值以數(shù)字形式直接在液晶顯示屏上顯示出來(lái)，使用方便．?dāng)?shù)字式多用電表內(nèi)部裝有電子電路，這樣可以使電表對(duì)被測(cè)電路的影響減到最?。? 【特別提醒】 多用電表的紅表筆連接的是“＋”插孔，黑表筆連接的是“－”插孔，測(cè)直流電流或電壓時(shí)，電流從紅表筆進(jìn)入電表，從黑表筆流出電表． 【典型例題】如圖所示是簡(jiǎn)化的多用電表的電路．轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)S與不同接點(diǎn)連接，就組成不同的電表，已知R3＜R4，下面是幾位同學(xué)對(duì)這一問(wèn)題的議論，請(qǐng)你判斷他們中的正確說(shuō)法是(　　) A．S與1、2連接時(shí)，多用電表就成了電流表，接1量程比接2量程大 B．S與3、4連接時(shí)，多用電表就成了電流表 C．S與3、4連接時(shí)，多用電表就成了電壓表 D．S與5連接時(shí)，多用電表就成了歐姆表 【答案】A C D.