鲁科版(2019)新教材高中物理必修3 4.3 科学测量：用多用电表测量电学量课件(共27张PPT)

(共27张PPT)
科学测量 ：用多用电表测量电学量
（设问引入）
电压可直接用电压表测量，电流可直接用电流表测量，是否有一种仪器可用以测量电压、电流和电阻呢？
本节将学习使用多用电表直接测量电压、电流和电阻这些电学量。
一、欧姆表：
电压表是依据串联电路的分压特点，由电流计改装而成的；电流表是依据并联电路的分流特点，由电流计改装而成的。
当在红黑表笔之间接入待测电阻Rx时，
1、当Rx=0时，
2、当Rx = R1＋Rg＋r时 ，
利用电流计也能够设计出直接测量电阻的仪器---------欧姆表。
， Rx称为中值电阻；
Rx
R1＋Rg＋r为欧姆表的内阻
由闭合电路的欧姆定律可得：
红表笔
黑表笔
3、当Rx≠ 0时，
注意： （1）欧姆表表盘刻度不均匀,左密右疏，中间相对均匀！
（2）测电阻时，应将待测电阻与外电路断开！
由
得：
R1叫调零电阻
RX=0
I = Ig
（总结引入）
电压表、电流表和欧姆表有着共同的组成部分-------小量程的电流计。能否将这三种表的测量功能结合起来，制作一个能直接测量电压、电流、电阻的仪器呢？答案是肯定的，多用电表就是这样一种测量仪器。
二、多用电表：
使用前，机械调零!
欧姆调零！测电阻前，
1、多用电表的外部结构：
选择开关
红表笔
黑表笔
选择开关
选择开关
1.实验目的：
(1)用多用电表测量电路元件的电压值。
(2)用多用电表测量电路元件的电流值。
(3)用多用电表测量电阻的电阻值。
2.实验器材：
三、用多用电表测量电学量：
多用电表、不同阻值的电阻、学生电源、小灯泡、滑动变阻器、开关、导线等。
(1)当选择开关拨至触点1或2，表头与电阻并联，
所以1、2为电流挡，由于并联阻值的大小不同，
量程也不同，1的量程较大。
(2)当选择开关拨至触点3或4时，表头与电阻串联，
所以3、4为电压挡。由于串联阻值的大小不同，
量程也不同。
(3)当选择开关拨至触点5时，接通内部电源，此时
为欧姆挡，其中（R5+R6）为调零电阻。
3.实验原理与设计：
①观察多用电表指针是否在左侧电流“0”刻度，若不在零刻度，则用螺丝刀转动机械调
零旋钮，使指针停于左端“0”刻度。
4.实验步骤:
(1)用多用电表测量电路元件的电压值:
②用直流电源对小灯泡正常供电。根据待测电压的估计值，将选择开关旋转到直流电压挡的适当量程。
例如，在如图所示的电路中，电源是两节干电池，电动势为3v，则选用量程为2.5v的直流电压挡即可。
电流从黑表笔流出多用电表
电流从红表笔流入多用电表
2.5v直流电压挡
第一排：电阻
第二排：直流电压、直流电流和交流电压
第三排：2.5v交流电压
④根据所选量程以及指针所指的刻度值，读出多用电表的示数。
第二排刻度值
第一排刻度值
第三排刻度值
④根据所选量程以及指针所指的刻度值，读出多用电表的示数。
第二排：直流电压、直流电流和交流电压
④根据所选量程以及指针所指的刻度值，读出多用电表的示数。
直流电压、直流电流
和交流电压
第一排刻度值
选择开关对应的量程：2.5 V
观察：第一排刻度值，即0-250刻度值
准确值：左侧0刻度线和指针之间有4个大格，两个小格，
则电压准确值为4╳0.5V + 2╳0.05 V= 2.1 V;
或42╳0.05 V= 2.1 V
估读值:估读到分度值的五分之一，指针只在2.1v—
2.15v之间的2/5处，估读值为0.05×2/5 = 0.02 V
五分估读：
最小分度0.5、0.05…，要估读到分度值的五分之一
每个小格值：每个大格内包含10个小格，则每小格值
为0.05 V，即测量精度为0.05 V。
每个大格值：0-250之间有五个大格（例如0-50之间为
一个大格），每大格值为0.5 V；
电压测量值: 2.12 V。
①根据待测电流的估计值(未知时，从最大量程试测)。将选择开关旋转到直流电流挡的
适当量程。
②将红、黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔，将多用电表串联在电路中，使电流从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出。检查无误后再闭合开关S，如图所示。
(2)用多用电表测量通过电路元件的电流值:
直流电流挡
③根据所选量程以及指针所指的刻度值，读出多用电表的示数。
电流准确值:左侧0刻度线和指针之间共有4个大格，5个小格，则电压准确值为4╳20mA+ 5╳2mA= 90mA;
或45╳2mA= 90mA;
选择开关对应的量程： 100 mA
观察：第三排刻度值；
第三排刻度值
每个大格值：0-10之间共有5个大格，每个大格值为20 mA 。
每个小格值：每个大格内包含10个小格，则每小格值为2 mA ，即测量精度为2 mA 。
测量值: 图中指针位置在90mA—92mA之间，接近92 mA，所以电流测量值为92 mA。
【拓展】若指针位置在90mA—92mA之间，接近90mA，则读数为90mA；若指针恰好指在正中间，则读数为91mA
二分估读:最小分度为2、0.2、0.02…读数时要估读到测量精度的二分之一，这时要求“半格估读”，即不足半格的略去，超过半格的要按半格读出或整格读出。
(3)用多用电表测量电阻的电阻值：
①检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的“0”刻度线处。若不指“0”，可用小螺丝刀转动指针定位螺丝进行机械调零。
②将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔。
③根据被测电阻阻值，选择合适的倍率，把两表笔短接，
观察指针是否指在电阻挡的0”刻度位置，若没有，则
调节欧姆调零旋钮，使指针指在电阻挡的“0”刻度位
置——也叫欧姆调零。
指针只在中央附近
④将被测电阻接在两表笔之间，如果指针偏角过小(大)，
需要更换更大(小)倍率欧姆挡。
相对左侧“0”刻度线
十分估读：在测量电阻时，若选择倍率“×10”指针位置如图所示，看第一排刻度线，由刻度10～15有5小格，可确定每小格值为1，读数时要估读到分度值的十分之一，由图中指针位置可读得刻度值为10.6，倍率为“×10”，电阻测量值为106 Ω。
⑤待指针稳定在表盘中央刻度附近后，读出指针在刻度盘上所指的欧姆数，根据选择开关所对应的电阻挡的倍率，用欧姆数乘以倍率，即得测量结果。
五分估读：
最小分度0.5、0.05…，要估读到分度值的五分之一
二分估读：最小分度2、0.2、0.02…，读数时要估读到测量精度的二分之一，
即“半格估读”，即不足半格的略去，超过半格的要按半格读出或整格读出。
十分估读：最小分度1、0.1、0.01…， 读数时要估读到分度值的十分之一
【读数技巧】：
⑥重复③～⑤，测量下一个电阻。
⑦测量完毕，应将选择开关置于“OFF”位置或交流电压
最高挡；若长期不用，应取出电池。
③根据被测电阻阻值，选择合适的倍率，把两表笔短接，
观察指针是否指在电阻挡的“0”刻度位置，若没有，则
调节欧姆调零旋钮，使指针指在电阻挡的“0”刻度位置
——也叫欧姆调零。
④将被测电阻接在两表笔之间，如果指针偏角过小(大)，
需要更换更大(小)倍率欧姆挡。
⑤待指针稳定在表盘中央刻度附近后，读出指针在刻度盘
上所指的欧姆数，根据选择开关所对应的电阻挡的倍率，
用欧姆数乘以倍率，即得测量结果。
换挡必调零！
5.注意事项:
(1)在不知道待测电阻的估计值时，应先从高倍率
开始。
(2)两手一定不要同时接触两表笔金属杆。
(3)指针稳定时指表盘刻度中央附近较准，应选用合
适挡位，每次换挡后再次测量前必须重新欧姆调零。
(4)测量时必须将待测电阻与电源和其他元件断开，
使红、黑表笔分别与电阻两端接触良好。
1.(多用电表的认识)关于欧姆表及其使用中的问题，下列说法
正确的是(　　)
A.接欧姆表内电源负极的应是黑表笔
B.换挡后，都要重新调节调零电阻，使指针指到电阻零刻度处
C.表盘刻度最左边所表示的电阻阻值为零
D.表盘上所标明的电阻阻值刻度是均匀的
答案　B
课堂练习：
2.(多用电表的认识)(多选)关于多用电表表盘上的刻度线，下列说法正确的是(　　)
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
B.电阻刻度是不均匀的
C.电阻刻度上零刻度与直流电流的最大刻度线相对应
D.电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度线不对应
答案　ABC
3、如图所示是简化的多用电表的电路图。选择开关S与不同接点连接，就组成不同的电表，已知R
3＜R4，下面是几位同学对这一问题的议论，请你判断下列说法正确的是(　　)
A.S与1或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或4连接时，多用电表就成了电流表，且前者量程较大
C.S与3或4连接时，多用电表就成了电压表，且前者量程较大
D.S与5连接时，多用电表就成了欧姆表
解析　S与1连接时，电阻R1起分流作用，S与2连接时，电阻R1＋R2起分流作用，所以S与1或2连接时，多用电表就成了电流表，由于前者分流电阻较小，所以前者量程较大；S与3或4连接时，表头与分压电阻串联，多用电表就成了电压表，由于R3＜R4，所以前者量程较小；S与5连接时，多用电表就成了欧姆表。综上所述，选项A、D正确。
　答案AD
4、把一量程6 mA、内阻100 Ω 的电流表改装成欧姆表，电路如图所示现备有如下器材：
A.电源E＝3 V(内阻不计)；B.变阻器0～100 Ω；C.变阻器0～500 Ω；D.红表笔；E.黑表笔。
(1)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________；
电流表3 mA刻度处换成电阻刻度，其电阻值应为________。
答案　(1)C　(2)N　M　(3)1 000 Ω　500 Ω