鲁科版高中物理必修第三册第4章闭合电路欧姆定律与科学用电第3节科学测量用多用电表测量电学量课件（73页ppt）

(共73张PPT)
第4章　闭合电路欧姆定律与科学用电
第3节　科学测量：用多用电表测量电学量
核心素养：1.认识多用电表的结构. 2.学会用多用电表测量电压、电流和定值电阻， 并能测量二极管正、反向电阻. 3.在实际操作中学习使用多用电表测直流电压、电流 以及电阻等物理量的方法. 4.能结合挡位的选择和多用电表的表盘进行读数.
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研习任务一　欧姆表的原理和使用
教材　认知
1. 欧姆表的原理（如图所示）
2. 欧姆表表盘的刻度标注
刻度 标注方法 标注位置
“0Ω” 红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使 指针满偏，被测电阻Rx＝0 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＝∞ 电流为零处
中值电阻 Rx中＝r＋R＋Rg＝RΩ 刻度盘正中央
“Rx” 与Rx对应电流Ix处
（1）欧姆表的刻度不均匀，且由右向左刻度越来越密，要尽可能利用欧姆表的 刻度盘的中央部分.
（2）使用多用电表测电流、电压、电阻时，电流都是从红表笔流入，从黑表笔 流出.
研习　经典
[典例1]　把一量程6 mA、内阻100Ω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＝3V（内阻不计）；
B. 滑动变阻器0～100Ω；
C. 滑动变阻器0～500Ω；
D. 红表笔；
E. 黑表笔.
（1）滑动变阻器选用 .
（2）红表笔接 端，黑表笔接 端（选填“M”或“N”）.
[解析]（2）红表笔接内部电源的负极，黑表笔接内部电源的正极，所以红表笔接N 端，黑表笔接M端.
C　
N　
M　
（3）按正确方法测量Rx，指针指在电流表2 mA刻度处，则电阻值应为 ； 若指在电流表3 mA刻度处，则电阻值应为 .
1 000Ω　
500Ω　
[训练1]　某多用电表内部的部分电路如图所示，已知微安表表头内阻Rg＝100Ω，满 偏电流Ig＝200 μA，定值电阻R1＝2.5Ω，R2＝22.5Ω，电源电动势E＝1.5V，完成下 列填空.
（1）该多用电表的A接线柱应该是与 （选填“红”或“黑”）表笔连接.
解析：（1）当用欧姆表测电阻时，电源和表头构成回路，黑表 笔与电源正极相连，故A接线柱应该是与“黑”表笔连接.
黑　
（2）当选择开关接 （选填“a”或“b”）挡时，其对应的电阻挡的倍率更高.
b　
（3）若选a挡测量电阻，则原表盘100 μA的刻度，对应的电阻刻度值应当 为 Ω；原表盘50 μA的刻度，对应的电阻刻度值应当为 Ω.
150　
450　
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研习任务二　多用电表的读数
研习　经典
[典例2]　如图为一正在测量中的多用电表表盘，则：
（1）如果是用直流10V挡测量电压，则读数为 V.
[解析]（1）用直流10V挡测量电压时，表盘第2行刻度 每1大格的电压是2V，每1小格的电压是0.2V，指针指 在第3大格的第3刻线位置，读数为6.6V.
6.6　
（2）如果是用“×1”欧姆挡测量电阻，则读数为 Ω.
[解析]（2）用“×1”欧姆挡测量电阻时，因指针指 在电阻刻度（表盘第1行）的“8”位置，所以读数为 8.0Ω.
8.0　
（3）如果是用直流5 mA挡测量电流，则读数为 mA.
[解析]（3）用直流5 mA挡测量电流时，表盘第2行刻 度每1大格的电流是1 mA，每1小格的电流是0.1 mA， 所以读数为3.30 mA.
3.30　
[训练2]　用多用电表测某一电阻，一同学选择欧姆挡“×100”，用正确的操作步骤 测量时，发现指针位置如图中虚线所示.
（1）为了较准确地进行测量，请你补充完整下列依次应该进行的主要操作步骤：
A. 将选择开关转至 （选填“×1”“×10”或“×1 k”）挡；
B. 将红、黑表笔短接，进行 （选填“欧姆调零”或“机械调零”）.
解析：（1）选择×100倍率，用正确的操作步骤测量 时，指针偏转角度太大说明指针示数太小，选择倍率 太大，为准确测量电阻阻值：
A. 应换用小挡位，换用×10倍率挡；
B. 将红、黑表笔短接，进行欧姆调零.
×10　
欧姆调零　
（2）重新测量后，刻度盘上的指针位置如图中实线所示，则测量结果是 Ω.
解析：（2）由图示表盘可知，测量结果为12.0×10Ω ＝120Ω.
120　
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研习任务三　用多用电表测电压、电流和电阻
教材　认知
1. 实验目的
（1）通过分析多用电表的电路图，掌握多用电表的构造和 .
（2）知道多用电表使用的注意事项，会用多用电表测电压、电流和 .
2. 实验器材
，不同阻值的电阻，学生电源，开关一个，滑动变阻器一个，小灯泡若 干，导线若干.
原理　
电阻　
多用电表　
3. 实验原理与设计
（1）欧姆表
①原理
依据 制成的，它是由 改装而成的.
②内部构造
由 、 和 三部分组成.
闭合电路欧姆定律　
电流表　
表头　
电源　
可变电阻　
③测量原理


中值电阻　
④刻度的标定
其中R叫调零电阻，R＋Rg＋r为欧姆表的内阻
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

“∞ ” 红、黑表笔不接触表头指针不偏转被测电阻Rx＝∞

中值
电阻 Rx＝r＋R＋Rg

满偏电　
流Ig处　
电流为　
零处　
刻度盘　
正中央　
不
均匀　
（2）多用电表
①用途
共用一个表头，可分别测量 、 、 等物理量.
②最简单的多用电表原理图：
电压　
电流　
电阻　
电流表　
欧
姆表　
电压表　
③多用电表的构造及功能
A. 其表面结构如图所示.
表盘　
电阻示数　
选择开
关　
V　
红　
黑　
调零旋钮　
机械　
研习　经典
[典例3]　用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T，请根 据下列步骤完成电阻测量.
（1）旋动部件 ，使指针对准电流的“0”刻线.
S
[解析]（1）电表使用前要旋转指针定位螺丝S进行机械调零，使指针对准电流的0刻线.
（2）将K旋转到欧姆挡“×100”的位置.
（3）将插入“＋”“－”插孔的两表笔短接，旋动部件 ，使指针对准电阻 的 （选填“0刻线”或“∞刻线”）.
T
0刻线
[解析] （3）将插入“＋”“－”插孔的表笔短接，旋动欧姆调零旋钮T，使指针对准电阻的0刻线.
（4）将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小.为了得到比较准确的测 量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按 的顺序进行操作，再完成读 数测量.
A. 将K旋转到欧姆挡“×1 k”的位置
B. 将K旋转到欧姆挡“×10”的位置
C. 将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D. 将两表笔短接，旋动合适的部件，对电表进行校准
ADC
[解析] （4）将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏角过小，则电阻阻值大，说明所选挡位太小，为了得到比较准确的测量结果，应换用大倍率挡位进行测量，应将K旋转到欧姆挡“×1 k”的位置，然后将两表笔短接，旋动合适的部件，使指针指在电阻零刻度处，再将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接，因此合理的实验步骤顺序是ADC.
（5）如图所示为一多用电表表盘.
①如果用直流10V挡测量电压，则读数为 V；
②如果用“×100”挡测电阻，则读数为 Ω.
6.4
800
[解析] （5）①如果是用直流10V挡测量电压，由表盘可知，其分度值为0.2V，读数为 6.4V；②如果用“×100”挡测电阻，则读数为8×100Ω＝800Ω.
1. 在用多用电表欧姆挡测电阻时，必须选择合适的倍率，以指针指表盘中央附 近最准确，结果不要忘记乘倍率.
2. 若在测量过程中出现指针偏转角过大或过小，此时测量误差都较大，应换 挡、调零，重新测量，使指针指在表盘中央附近.
3. 测量完毕，应将选择开关拨至交流电压最高挡或“OFF”挡.
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研习任务四　用多用电表测二极管的正、反向电阻
研习　经典
[典例4]　某同学用多用电表测量二极管的反向电阻，完成下列测量步骤：
（1）检查多用电表的机械零点.
（2）将红、黑表笔分别插入正、负插孔，将选择开关拨至欧姆挡×1 k处.
（3）将红、黑表笔 ，进行欧姆调零.
（4）测反向电阻时，将 表笔接二极管正极，将 表笔接二极管负极.
短接
红
黑
[解析]（3）将红、黑表笔短接，进行欧姆调零.（4）电流从红表笔流入、黑表 笔流出，所以测反向电阻时，将红表笔接二极管正极，将黑表笔接二极管负极.
[解析] （5）由题图可知二极管的反向电阻大小为8 kΩ.（6）测量完成后，将选择开关旋转到OFF位置.
（5）多用电表示数如图所示，则二极管的反向电阻大小为 .
（6）测量完成后，将选择开关旋转到 位置.
8 kΩ
OFF
1. 不论测电阻还是测电流、电压，电流总是从正插孔（红表笔）流入，从负插 孔（黑表笔）流出.
2. 在测量直流电压或直流电流时，多用电表的使用规则和电压表、电流表的情 况一致，都要求电流从电表的正插孔流入，此时红表笔电势高.
3. 在读直流电压和电流示数时，先明确所选电表量程，再确定精确度，根据精 确度再读数.
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研习任务五　用多用电表检测电路故障和探索黑箱
研习　经典
[典例5]　如图是某同学连接的实验实物图，A、B灯都不亮，他采用下列两种方法进 行故障检查.
表1
测试点 电压表示数
a、b 有示数
b、c 有示数
c、d 无示数
d、f 有示数
表2
测试点 指针偏转情况
c、d
d、e
e、f
[解析]（1）测试时红表笔应接电势高的a点.因合上开关S后，灯A、B都不亮，又只有某一项有故障，所以只可能发生断路的故障.根据测试结果，a、b间有示数，说明a→电源→b完好；c、b间有示数，说明c→a→电源→b完好；d、f有示数，说明d→c→a→电源→b→f完好；c、d无示数，结合以上分析可知df段断路.
（1）应用多用电表的直流电压挡进行检查，选择开关置于0～10V挡.该同学测试结 果如表1所示，在测试a、b间直流电压时，红表笔应接触 （填“a”或“b”）. 根据测试结果，一定能判定的故障是 .
A. 灯A短路 B. 灯B短路
C. cd段断路 D. df段断路
a
D
（2）将开关断开，再选择欧姆挡测试，测量结果如表2所示，那么检查出的故障 是 .
A灯A断路 B. 灯B短路
C. 灯A、B都断路 D. d、e间导线断路
[解析] （2）根据测试结果，接c、d时有示数，说明不是灯A断路；e、f间电阻为零，则灯B短路；接d、e时电阻无穷大，可以断定是d、e间导线断路.
BD
[训练3]　如图所示，一个黑箱有A、B、C三个接点，且每两个接点间最多只接一个电 器元件.已知黑箱内的电器元件是一个电阻和一个二极管.某同学利用多用电表的欧姆 挡，用正确的操作方法依次进行了6次测量，将每次红、黑表笔的位置和测得的阻值 都填入了下表.
红表笔接 A A B B C C
黑表笔接 B C A C A B
测得阻值/Ω 100 10 k 100 10.1 k 90 190
由表中的数据可以判定：
（1）电阻接在 两点间，阻值为 Ω.
解析：（1）当两表笔正接、反接A、B两点间时，阻值相同，故电 阻应接在A、B两点之间，阻值为100Ω.
A、B
100
（2）二极管接在 两点间，其正极接在 点.二极管的正向阻值为
Ω，反向阻值为 Ω.
解析：（2）当两表笔正接、反接A、C两点或B、C两点间时，阻值变化均很大，但 A、C间电阻小于B、C间电阻，且黑表笔接A点时的电阻要远小于红表笔接A点时的电 阻，因此A、C间接二极管，且二极管的正极接在A点.
A、C
A
90
10 k
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课后提素养
A. 必须将选择开关改为置于“×10”挡处
B. 必须将选择开关改为置于“×1”挡处
C. 换挡之后必须重新调零才能进行测量
D. 换挡之后不必重新调零就能进行测量
解析：选用“×100”挡指针指在“200”处，读数约为20 000Ω，说明选用的量程偏 小，应选用“×1 k”挡，重新调零后进行测量，故只有C选项正确.
C
甲
乙
C
A. 图1中多用电表选择开关应该是直流电压挡
B. 图2中多用电表选择开关应该是直流电流挡
C. 图3中多用电表测二极管电阻时，指针几乎不偏转
D. 图4中多用电表选用欧姆挡，可以给电容器充电
解析：图1测量灯泡两端电压，故选择开关应该是直流电压挡，A正确；图2为测量电 路电流，所以选择开关应该是直流电流挡；B正确；图3中测量二极管的正向电阻， 在合适的挡位指针会发生偏转，C错误；图4中多用电表选用欧姆挡，有电源接在电 容器两端，故可以给电容器充电，D正确.
乙
3. 现想用指针式多用电表的欧姆挡去测量某个二极管的正向电阻.
（1）实验前将多用电表调至“×1”挡，将红、黑表笔短接，调节旋钮，使指针指 在 .
解析：（1）在进行欧姆调零时，应将红黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指 到电阻的零刻度处.
（2）连接电路，并将黑表笔接二极管的 .
解析：（2）根据多用表原理可知多用电表内部电源的正极与黑表笔接触，所以将黑 表笔接二极管的正极.
电阻0刻度处
正极　
（3）在图甲中补上二极管的正向接法.
甲　
见解析图
解析：（3）连接电路如图所示.
乙
解析：（4）欧姆表的读数为R＝16×1Ω＝16Ω.
16.0（或
16）　
（5）另一位同学想要测绘小灯泡的伏安特性曲线，请将电路图丙补充完整.
丙
见解析图
解析：（5）因为小灯泡的电阻较小，所以电流表采用外接法，为了使小灯泡的电压 从零开始调节，滑动变阻器应采用分压式电路，所以连接电路如图所示.
A. 这个电阻值很小
B. 这个电阻值很大
C. 为了把电阻测得更准一些，应换用“×1”挡，重新调零后再测量
D. 为了把电阻测得更准一些，应换用“×100”挡，重新调零后再测量
解析：欧姆挡测电阻时，指针指中值附近测量最准，指针不偏转时，对应电流为零， 电阻为无穷大，指针偏转太小，即指示电阻太大，应换用更高倍率的挡，即换 “×100”挡重新调零测量，故A、C错误，B、D正确.
BD
1
2
3
4
5
6
A. 直流10V挡 B. 直流0.5 A挡
C. 直流2.5V挡 D. 欧姆挡
解析：因为被检测的电路为含电源电路，所以选用欧姆挡一定不行，D错误.由于电 路中电源电动势为6V，选择直流2.5V挡也不安全，C错误.直流0.5 A挡量程太小，也 不可以，B错误.只能选择直流10V挡，A正确.
A
1
2
3
4
5
6
3. 某物理兴趣小组学习了如何使用多用电表测金属导体的电阻后，动手测量一根金 属丝的电阻.
（1）他们选择了欧姆“×10”挡，并用正确的操作方法测量时，发现指针偏转角度 太大.为了得到更准确的数据，请你在以下操作中选择必要的步骤，排出合理的顺序 是 .
①旋转选择开关至欧姆“×1”挡.
②旋转选择开关至欧姆“×100”挡.
③旋转选择开关至“OFF”挡，并拔出两表笔.
④将两表笔分别连接到金属丝的两端，读出阻值后，断开两表笔.
⑤将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，断开两 表笔.
B　
A. ①④③ B. ①⑤④③
C. ②④③ D. ②⑤④③
1
2
3
4
5
6
解析：（1）用多用电表测金属丝的电阻，选择了“×10”挡，并用正确的操作方法测量时，发现指针偏转角度太大，说明电阻较小，应该旋转选择开关至欧姆“×1”挡，将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，断开两表笔.将两表笔分别连接到金属丝的两端，读出阻值后，断开两表笔.旋转选择开关至“OFF”挡，并拔出两表笔.合理的顺序是①⑤④③，选项B正确.
1
2
3
4
5
6
（2）经正确步骤操作，多用电表表盘示数如图，则金属丝的电阻约为 Ω.
解析：（2）读数乘以倍率就是最后的结果.
22.0　
1
2
3
4
5
6
解析：（3）当选择开关为100 mA时读数为 40.0 mA，当选择开关为2.5V时读数为1.00V.
40.0
mA　
1.00V　
1
2
3
4
5
6
4. 在练习使用多用电表的实验中：某同学连接的电路如图所示.
（1）若旋转选择开关，使其尖端对准直流电流挡，此时测得的是通过 的电流.
解析：（1）当多用电表选择开关尖端对准直流电流挡时，电流 表与R1串联，此时电流表测得的是通过R1的电流.
R1
1
2
3
4
5
6
解析：（2）断开电路中的开关，选择开关尖端对准欧姆挡时， 测得的是R1和R2的串联总电阻.
R1
和R2串联
1
2
3
4
5
6
（3）若旋转选择开关，使尖端对准直流电压挡，闭合开关，并将滑动变阻器的滑片 移至最左端，此时测得的是 两端的电压.
解析：（3）选择开关尖端对准直流电压挡，闭合开关，并将滑 动变阻器的滑片移至最左端，电阻R1被短路，此时多用电表示 数等于电阻R2两端的电压，也等于电源两端的电压.
R2（或电源）
1
2
3
4
5
6
[能力提升]
5. （1）用多用电表的欧姆挡测量阻值约为几十千欧的电阻Rx，以下给出的是可能的 实验操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆挡调零旋钮.把你认为正确步骤前的字母 按合理的顺序填写在下面的横线上.
a.将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的0刻度，断开两表笔
b.将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔
c.旋转S使其尖端对准欧姆挡×1 k
d.旋转S使其尖端对准欧姆挡×100
e.旋转S使其尖端对准交流500V挡，并拔出两表笔
正确顺序为 .
cabe　
1
2
3
4
5
6
根据如图所示指针位置，此被测电阻的阻值约为 Ω.
30 k　
解析：（1）测量几十千欧的电阻Rx，就使用“×1 k”挡，使用前应先进行欧姆调 零，再进行测量；使用完毕应将选择开关置于OFF位置或者交流电压最高挡，拔出表 笔.欧姆表的示数乘以相应挡位的倍率即为待测电阻的阻值，题图所示为30 kΩ.
1
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3
4
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6
（2）下述关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是 .
A. 测量电阻时，如果指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较小的挡位，重新调零 后测量
B. 测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果
C. 测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开
D. 测量阻值不同的电阻时，都必须重新调零
AC　
解析： （2）欧姆挡更换规律“大小，小大”，即当指针偏角较大时，表明待测电阻较小，应换较小的挡位；反之应换较大的挡位，A正确；在多用电表选用欧姆挡测量某个电阻时，红、黑表笔插在哪里不影响测量结果，B错误；用多用电表欧姆挡，只能测孤 立电阻（不能测含电源电路），C正确；用多用电表欧姆挡测电阻时只需在换挡时调 零，D错误.
1
2
3
4
5
6
6. 在“用多用表测电阻、电流和电压”的实验中：
（1）用多用电表测电压、电阻时，下列说法中正确的是 ；
A. 用同一挡位测电阻时，多用电表的指针偏角越大，被测电阻的阻值越小
B. 被测电阻接在电路中，若要测该电阻的阻值时，电路中的电源不需断开
C. 用多用电表测量直流电压U和测量电阻R时，电流都是从黑表笔流出多用电表
D. 测电阻时，每次测量前必须进行欧姆调零
AC
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
（2）用多用电表的欧姆挡粗测电阻，选用“×1 k”倍率的电阻挡测量，发现多用电 表指针偏转角度过大，因此需选择 （选填“×100”或“×10 k”）倍率的 电阻档，换挡后应重新调零.某次测量时多用表指针指在如图所示位置，若选择开关 处于直流挡“2.5V”挡，其读数为 V；若选择开关处于欧姆挡“×10”挡， 其读数为 Ω.
解析：（2）测量电阻时指针偏转过大，所选挡位太大， 应换小挡位，故选择“×100”；选择开关处于直流挡 “2.5V”挡，分度值为0.05V，此时读数为1.77V；选择 开关处于欧姆挡“×10”挡，其读数为数字乘以倍率，故 读数为6×10＝60Ω.
×100
1.77
60
1
2
3
4
5
6