《导与练》人教版物理选修3-1 同步教学课件：第2章 第8节 多用电表的原理（40张PPT）

课件40张PPT。第8节　多用电表的原理(教师参考)
一、教学目标
知识与技能
1.了解欧姆表的原理,学会使用欧姆表
2.了解多用电表的电压、电流、欧姆挡是共用一个表头组合在一起的
3.学会用多用电表测电流、电压及电阻
过程与方法
动手操作,学会用多用电表测量小灯泡的电压、电流及二极管的正、反向电阻
情感、态度与价值观
培养学生探索、发现、勇于创新的精神
二.教学重点难点
教学重点
欧姆表和多用电表的使用
教学难点
理解欧姆表和多用电表的制作原理三、重难点突破方略
多用电表原理的突破方略
【问题1】 如图所示,甲、乙、丙分别为哪种电表?
学生:分别为电流表、欧姆表、电压表.
【问题2】 能否把电流表、欧姆表、电压表组合在一起成为多用电表?在图示的基础上画出最简单的多用电表的电路.
学生:能把电流表、欧姆表、电压表组合在一起成为多用电表,电路图如图所示.【问题3】 教师投影较复杂的多用电表的电路,如图所示,说出哪些位置是电流挡,哪个位置的量程比较大?哪些位置是电压挡,哪个位置的量程比较大?哪些位置是欧姆挡,哪个位置的倍率大?
学生:位置1,2是电流挡,位置1的量程大;位置5,6是电压挡,位置6的量程大;位置3,4是欧姆挡,位置4的倍率大.自主学习课堂探究达标测评自主学习 课前预习·感悟新知(教师参考)
情境链接一
我们前面学习过小量程电流表G改装成电流表和电压表,能否也可以将电流表改装成能测电阻的一种表,以改变测电阻的麻烦?如果能,可不可以将这三种表合成一个表,以满足生活中不同使用的方便和要求?
信息
可以将电流表改装成测电阻的表(欧姆表).由于这三种表都是由电流表改装而成的,因此可以将它们合制成一个表使用.情境链接二
几乎在所有的电子电路中,都要用到半导体二极管.二极管种类有很多,按照所用的半导体材料,可分为锗二极管(Ge管)和硅二极管(Si管);根据其不同用途,可分为稳压二极管、开关二极管、发光二极管等.二极管具有单向导电性,正向加电压时阻值很小,反向加电压时阻值非常大.想一想,如何用欧姆表测二极管的正向电阻?
信息
1.二极管不满足欧姆定律,电压与电流不是线性关系.
2.用欧姆表的红、黑表笔分别连接二极管正、负极不一样,测得的阻值有很大的差别.教材梳理一、欧姆表
　　阅读教材第63～64页“欧姆表”部分,了解欧姆表电路,知道欧姆表原理.
1.内部构造:由 、电源和可变电阻三部分组成.表头想一想 欧姆表是在电流表基础上改装而成的,那么电流表0刻度线应标为多少欧姆?
答案:电流表0刻度线应标“∞”.
二、多用电表
　　阅读教材第64～66页“多用电表”部分,初步了解多量程多用电表的电路图,认识多用电表的外形结构.
1.外形构造:如图所示,使用前应该调整“ ”,使指针指到零刻度.不使用的时候应该把选择开关旋转到 位置.r+Rg+R1 指针定位螺丝OFF2.内部电路图:单刀多掷开关接通 时,可作为电流表使用;接通 时,可作为欧姆表使用;接通 时,可作为电压表使用.
议一议 教材第65页图2.8-5中,开关S接在5,6位置测量的是什么物理量?两个位置中哪一个的量程比较大?
答案:开关S接在5,6位置时,电阻与表头串联,测量的是电压,接位置6时量
程大.1,23,4 5,6自主检测1.下列说法中正确的是(　 　)
A.欧姆表的每一挡的测量范围都是0～∞
B.用不同挡的欧姆表测量同一电阻的阻值时,误差大小是一样的
C.用欧姆表测电阻,指针越接近刻度盘中央时,误差越大
D.用欧姆表测电阻,选不同量程时,指针越靠近右边误差越小A2.有一个多用电表,其欧姆挡的四个挡位分别为“×1”“×10”“×100”“×
1 k”,某学生把选择开关旋到“×100”挡测量一未知电阻时,发现指针偏转角度很大,为了减小误差,他应该(　 　)
A.换用“×1 k”挡,不必重新调整调零旋钮
B.换用“×10”挡,不必重新调整调零旋钮
C.换用“×1 k”挡,必须重新调整调零旋钮
D.换用“×10”挡,必须重新调整调零旋钮D 3.如图所示的欧姆表刻度盘中,未使用时指针指A,两表笔短接时指针指B.如果欧姆表的总内阻为24 Ω,C是AB的中点,D是AC的中点,则C,D两点的刻度分别为　　　　Ω,　　　　Ω.?答案:24　72课堂探究 核心导学·要点探究要点一欧姆表测电阻的原理【问题导引】
用电流表可以直接测电流,用电压表可以直接测电压.虽然“伏安法”可以测电阻,但需要的仪器很多,操作很麻烦,有没有一种仪器可以直接测出电阻呢?答案:Rx=0.
(2)当黑、红表笔不接触时[如图(乙)所示],电路中无电流,指针不偏转,即指向电流表的零点.此时黑、红表笔之间电阻为多大?
答案:无穷大.
(3)当将电阻Rx接在黑、红表笔间时[如图(丙)所示],则通过电流表的电流I与Rx的关系是怎样的?2.当红、黑表笔断开时,电流表中电流为零,此时表笔间电阻无穷大,所以在表盘上电流为零处标电阻“∞”;当红、黑表笔短接时,调节欧姆调零电阻,使电流表指针满偏,所以在电流满偏处标电阻“0”.3.I与Rx不成比例,欧姆表的刻度不均匀.
4.欧姆表指针偏角(偏角是指相对零电流位置或左端的“∞”刻度而言的)越大,表明被测电阻越小.【例1】欧姆表电路及刻度盘如图所示,现因表头损坏,换用一个新表头.甲表头满偏电流为原来表头的2倍,内阻与原表头相同;乙表头满偏电流与原表头相同,内阻为原表头的2倍,则换用甲表头和换用乙表头后刻度盘的中值电阻分别为(　 　)
A.100 Ω,100 Ω B.200 Ω,100 Ω
C.50 Ω,100 Ω D.100 Ω,200 Ω?思路探究?欧姆表的中值电阻是由什么决定的?
答案:由欧姆表的内阻决定的.C 误区警示 欧姆表的改装实质
用均匀的电流反映不均匀的电阻,抓住欧姆调零的表达式和测任意电阻时电流的表达式,进行联立求解,可以求出Rx(即表盘刻度数值).(教师备用)　　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
例1-1: 如图所示为多用电表欧姆挡的原理示意图,其中电流表的满偏电流为300 μA,内阻Rg=100 Ω.调零电阻最大值R=50 kΩ,串联的固定电阻R0=50 Ω.电池电动势E=1.5 V,用它测量电阻Rx,能准确测量的阻值范围是(　 　)
A.30 kΩ～80 kΩ B.3 kΩ～8 kΩ
C.300 Ω～800 Ω D.30 Ω～80 ΩB 针对训练1:一欧姆表中的干电池电动势为1.5 V,某同学把两表笔短接时,满偏电流为3.0 mA,接着,两表笔与R=500 Ω 的电阻连接时,通过R的电流为多大?答案:1.5 mA 要点二多用电表的构造及使用【问题导引】
(1)多用电表使用前,应调整什么?其目的是什么?
答案:多用电表使用前,应调整指针定位螺丝;其目的是进行机械调零,使指针指在电流或电压的零位置.
(2)用多用电表测电阻时,有两个“调整”,分别指什么?
答案:多用电表测电阻时,一个是调整合适的挡位,另一个是进行欧姆调零. (教师备用)
【要点归纳】
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“红进、黑出”.【例2】 多用电表的下半部分如图(甲)所示,标有“2.2 V　0.25 A”字样的小灯泡已接入电路,当多用电表的两表笔分别与小灯泡两端的接线柱a,b相接[如图(乙)所示],下列说法合理的是(　 　)
A.若选择开关拨到“Ω”挡的“×1”处,可测量小灯泡的电阻
B.若选择开关拨到“ V”挡的2.5处,可测量小灯泡的电阻
C.若选择开关拨到“ V”挡的2.5处,可测量小灯泡两端的电压
D.若选择开关拨到“mA”挡的250处,可测量小灯泡的电流C ?思路探究?欧姆表各功能的使用要求是什么?
答案:欧姆表是来测电阻或检查电路的导通情况的,使用中不允许测量电路有接通的电源;电流表、电压表是接在有电源的电路中,除了注意它们的量程外,电流表不允许直接接在电源两端.
解析:由于欧姆表内部有电源,因此欧姆表不能用在有电源的电路中,而且电流表也不能直接接在电源两端,故只能选用量程符合要求的电压挡,选项C正确.误区警示 使用多用电表时的注意事项
(1)极性:对于两表笔,红表笔接内部电源负极,黑表笔接内部电源正极.
(2)调零:测电阻时需要进行两次调零,即机械调零与欧姆调零,并注意每次换挡后必须重新欧姆调零.
(3)直流电流和直流电压刻度是均匀的,读数时共用,但需按比例计算,如取5 mA量程读数时可利用满刻度数值为“50”的刻度线,只是“50”相当于
“5 mA”.
(4)用欧姆挡测电阻时阻值为:读数×倍率.(教师备用)
变式:用多用电表测量如图所示的电路中通过灯泡的电流时,首先把选择开关拨到　　　　挡,然后把多用电表　　　　联在电路中,则电流应从　　　　表笔流入,从　　　　表笔流出.?解析:测量通过灯泡的电流,应把选择开关拨到直流电流挡,然后把多用电表串联在电路中,则电流应从红表笔流入,从黑表笔流出.
答案:直流电流　串　红　黑例2-1:某人用多用电表按正确步骤测量一电阻的阻值,当选择欧姆挡“×1”挡测量时,指针指示位置如图所示,则其电阻值是　　　　.如果要用这只多用电表测量一个约200 Ω的电阻,为了使测量比较精确,选择开关应选的欧姆挡是　　　　.改变挡位调整倍率后,要特别注意重新　　　　.?解析:欧姆表测电阻的结果=读数×倍率,即12 Ω;由于中值电阻为15 Ω,故测量200 Ω的电阻应选“×10”挡.改变挡位调整倍率后,要特别注意重新欧姆调零.
答案:12 Ω　“×10”　调整欧姆零点例2-2:如图为一正在测量中的多用电表表盘.使用时红表笔插入多用电表的正(+)插孔,则:
(1)测电压时,电流从　　　　 表笔流入多用电表;测电阻时,电流从
　　　　表笔流出多用电表;测电流时,电流从　　　表笔流入多用电表.?
(2)如果是用直流10 V挡测量电压,则读数为　　　　 V.?解析:(1)多用电表是电压表、电流表和欧姆表共用一个表头,无论测电流、电压还是电阻,电流总是从红表笔流入,从黑表笔流出的.
(2)用直流10 V挡测电压时,第2行刻度每1大格的电压是2 V,每1小格的电压是0.2 V,读数为6.6 V.答案: (1)红　黑　红 (2)6.6 (3)如果是用“×1”挡测量电阻,则读数为　　　　Ω.?
(4)如果是用直流5 mA挡测量电流,则读数为　　　　mA.解析:(3)用“×1”欧姆挡测电阻时,因指针指在电阻刻度(第1行)的“8”位置,故读数为8 Ω.
(4)用直流5 mA挡测电流时,因电流、电压都是用表盘第2行的刻度来读数,此时每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3.3 mA.答案: (3)8 (4)3.3针对训练2:(多选)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R3A.S与1,2连接时,多用电表就成了电流表,且前者量程较大
B.S与3,4连接时,多用电表就成了电流表,且前者量程较大
C.S与3,4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AD 解析:S与1连接时,电阻R1起分流作用,S与2连接时,(R1+R2)起分流作用,所以S与1,2连接时,多用电表就成了电流表,由于前者分流电阻小,所以前者量程较大;S与3,4连接时,电流表与分压电阻串联,多用电表就成了电压表,由于R3【教材探究】
仔细观察教材P66图2.8-6,多用电表表盘最上面一条刻度线是不均匀的,并且零点在右端.电流表的零刻度在左边,为什么该条刻度线的零点在右边?它为什么是不均匀的?达标测评 随堂演练·检测效果1.(多选)关于欧姆表,下列说法正确的是(　 　)
A.欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的
B.由于电流和电阻成反比,所以刻度盘上的刻度是均匀的
C.使用欧姆表时,选择好一定量程的欧姆挡后首先应该将两表笔短接,进行电阻调零
D.当换用不同量程的欧姆挡去测量电阻时,可不必进行电阻调零AC 2.(多选)欧姆表是由表头、干电池和调零电阻等串联而成的,有关欧姆表的使用和连接,正确的叙述是(　 　)
A.测电阻前要使红、黑表笔相接,调节调零电阻,使表头的指针指右侧的零刻度处
B.红表笔与表内电池的正极相接,黑表笔与表内电池的负极相接
C.红表笔与表内电池的负极相接,黑表笔与表内电池的正极相接
D.测电阻时,指针偏转角度越大,待测电阻值越大AC 解析:测电阻前要使红、黑表笔相接,调节调零电阻,使表头的指针指右侧的零刻度处,选项A正确;红表笔与表内电池的负极相接,黑表笔与表内电池的正极相接,选项B错误,C正确;欧姆表的零刻度线在最右侧,测电阻时,指针向右偏转角度越大,待测电阻的阻值越小,选项D错误.3.(多选)关于多用电表,下列说法中正确的是(　 　)
A.多用电表是电压表、电流表、欧姆表共用一个表头改装而成的
B.用多用电表无论是测电压、电流,还是测电阻,红表笔的电势都高于黑表笔的电势
C.多用电表的电压挡、电流挡、欧姆挡都是靠外部提供电流的
D.用多用电表测电压、电流、电阻时,电流都是从红表笔流入的AD 解析:多用电表是电压表、电流表、欧姆表共用一个表头改装而成的,当用多用电表测量电压、电流时,使表头指针转动的“电源”在外部,电流从红表笔流入电表,从黑表笔流出电表;而用欧姆挡测电阻时,使表头指针转动的电源在多用电表内部,此时,电流仍是从红表笔流入电表,从黑表笔流出电表,所以此时黑表笔电势高于红表笔电势,选项A,D正确,B,C错误.4.甲、乙两同学使用欧姆挡测同一个电阻时,他们都把选择开关旋到“×100”挡,并能正确操作.他们发现指针偏角太小,于是甲就把开关旋到“×1 k”挡,乙把选择开关旋到“×10”挡,但乙重新调零,而甲没有重新调零,则以下说法正确的是(　 　)
A.甲选挡错误,而操作正确
B.乙选挡正确,而操作错误
C.甲选挡错误,操作也错误
D.乙选挡错误,而操作正确D (教师参考)
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