第四节 认识多用电表
学 习 目 标
知 识 脉 络(教师用书独具)
1.了解欧姆表的结构和刻度特点，理解欧姆表测电阻的原理．(重点)
2．学会使用欧姆表测电阻．(重点)
3．理解并掌握多用电表的工作原理．(重点、难点)
4．掌握使用多用电表测电压、电流及判断二极管的质量和极性，会用其探索简单黑箱中的电学元件及连接方式．(重点、难点)
[自 主 预 习·探 新 知]
[知识梳理]
一、多用电表的原理
1．构造：指针式多用电表由表头、测量电路、转换开关以及红、黑测量表笔等组成．
2．内部电路：(如图2-4-1所示)
图2-4-1
转换开关
功能
量程比较
接入1或2
电流表
接1端量程大
接入3或4
电压表
R33.测直流电流和直流电压的原理就是电路的分流和分压原理．
4．测电阻原理
(1)多用电表测量电阻的原理电路如图2-4-2所示，其中R为可变电阻称为调零电阻．
图2-4-2
(2)当红、黑表笔直接接触时，被测电阻Rx＝0，调节R值使电流计的指针达到满偏，即Ig＝E/(r＋Rg＋R)，所以电流表满偏刻度处为电阻的零刻度线．
(3)当红、黑表笔不接触时，相当于被测电阻Rx＝∞.电流表指针指零，所以电流表零刻度处是电阻的“∞”位置．
(4)当红、黑表笔间接入某一电阻Rx时，电流表中的电流I＝，因调零后R＋Rg＋r保持不变，所以Rx与I一一对应．若在电流表刻度盘上直接标出与I相对应的Rx值，就可以从刻度盘上直接读出Rx值了．
二、多用电表的使用
1．使用多用电表测量电压
(1)选择直流电压挡合适的量程．
(2)将电表与被测电路并联．
2．使用多用电表测量电流
(1)选择直流电流挡合适的量程．
(2)将被测电路导线卸开一端，把多用电表串联在电路中，让电流从红表笔流入电表．
(3)读数时，首先要认清刻度盘上的量程．
3．用多用电表测电阻
将选择开关扳到欧姆挡上，此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．选好量程后，先欧姆调零，然后测量．测量完毕，应把选择开关旋转到OFF挡．
用多用电表测电压、测电流以及测电阻时，电流都是从红表笔流入电表，从黑表笔流出电表．
4．用多用电表判断二极管的质量及极性
晶体二极管有两个电极，一个叫正极，一个叫负极，二极管正向电阻比较小，反向电阻比较大．用多用电表可以判断二极管的质量，或区分它的正、负极．
[基础自测]
1．思考判断
(1)利用多用电表既可以测电流、电压、电阻，还可以判断电路故障．( )
(2)多用电表是借助了闭合电路欧姆定律和串、并联电路的特点制成的．( )
(3)用欧姆表测电阻，指针摆动的角度越大，则被测电阻越大．( )
(4)使用多用电表欧姆挡测电阻时，指针摆动角度越大，测量越精确．( )
(5)欧姆表的每一挡的测量范围都是0～∞.( )
(6)利用同一个挡位测不同阻值的电阻时要重新调零．( )
【答案】 (1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)×
2．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，误差越大
D．用欧姆表测电阻时，选不同挡位时，指针越靠近右边误差越小
A [欧姆表的每一挡的测量范围是0～∞，所以A对；用不同挡的欧姆表测量同一电阻的阻值时，误差大小是不一样的，所以B错；用欧姆表测电阻，指针越接近刻度盘中央，误差越小，所以C、D错．]
3．下列四个欧姆表表盘的示意图中，可能正确的是( )
C [欧姆表的零刻度在电流的最大刻度处，即在电表的右侧，并且在左侧应是电流为零，电阻是最大，所以在电表的左侧电阻值应是无穷大，由I＝可知电阻的刻度不是均匀的，故选项C正确．]
4．根据题目要求填空．
(1)图2-4-3甲为多用电表的示意图，其中S、K、T为三个可调节的部件，现用此电表测量一阻值约为20～30 Ω的定值电阻，测量的某些操作步骤如下：
①调节可调部件________，使电表指针停在________位置；
②调节可调部件K，使它的尖端指向________位置；
③将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，笔尖相互接触，调节可调部件________，使电表指针指向________位置．
图2-4-3
(2)在用多用电表测量另一电阻的阻值时，电表的读数如图2-4-3乙所示，该电阻的阻值为________．
【解析】 (1)①多用电表使用前，应先检查指针是否指在表盘左边的零刻度处，若没有指“0”时，应调整指针定位螺丝S，使指针指到左端的“0”刻度处．
②部件K是选择开关，由于所测电阻较小，调整它使它的尖端指向欧姆挡的“×1”挡．
③部件T是欧姆调零旋钮，调整它可以使指针指向表盘右边的零刻度处．
(2)此时多用电表的读数为20×1 kΩ＝20 kΩ.
【答案】 (1)①S 左端的“0”刻度 ②欧姆挡的“×1”挡 ③T 右端的“0”刻度 (2)20 kΩ
[合 作 探 究·攻 重 难]
电表的改装及计算
1.两表改装对比
改装成电压表V
改装成电流表A
内部电路
扩大后的量程
U
I
电阻R的作用
分压
分流
电阻R的数值
R＝－Rg＝(n－1)Rg
R＝＝
电表的总内阻
RV＝Rg＋R＝
RA＝＝
2.电表改装问题的两点提醒
(1)无论表头G改装成电压表还是电流表，它的三个特征量Ug、Ig、Rg是不变的，即通过表头的最大电流Ig并不改变．
(2)改装后电压表的量程指小量程电流表表头满偏时对应的R与表头串联电路的电压；改装后电流表的量程指小量程电流表表头满偏时对应的R与表头并联电路的总电流．
已知电流表的内阻Rg＝120 Ω，满偏电流Ig＝3 mA，要把它改装成量程是6 V的电压表，应串联多大的电阻？要把它改装成量程是3 A的电流表，应并联多大的电阻？
【解析】 改装成电压表应串联一个分压电阻，由欧姆定律得：
U＝Ig(Rg＋R)
分压电阻：R＝－Rg＝Ω－120 Ω＝1 880 Ω.
改装成电流表应并联一个分流电阻，由并联电路两端电压相等得：
IgRg＝(I－Ig)R
分流电阻：R＝＝Ω≈0.12 Ω.
【答案】 1 880 Ω 0.12 Ω
将改装前电流表的表盘量程刻度改换成改装后相应电表的量程刻度，则改装后的电压表的表盘上显示的是表头和分压电阻两端的总电压，改装后的电流表表盘上显示的是通过表头和分流电阻的总电流.
[针对训练]
1．一电流表的满偏电流Ig＝1 mA，内电阻Rg＝200 Ω，要把它改装成一个量程为0.5 A的电流表，则应在电流表上( )
A．串联一个0.4 Ω的电阻
B．并联一个0.4 Ω的电阻
C．串联一个200 Ω的电阻
D．并联一个200 Ω的电阻
B [给一个小量程的电流表并联上一个较小电阻，凭借它的分流作用可以改装为一个大量程的电流表，A、C错；电流表改装时所并联电阻大小R＝＝Ω≈0.4 Ω，故B对，D错．]
欧姆表的原理
1.欧姆表的原理(如图2-4-4所示)
图2-4-4
欧姆表的测量电阻的理论根据是闭合电路欧姆定律，所以通过表头的电流为：I＝，Rx与电流I一一对应，故可以将表盘上的电流值改为电阻值，就可以从表盘上直接读出电阻的数值，这样就制成了一个欧姆表．其中，R也叫调零电阻，R＋Rg＋r为欧姆表的内阻．
2．欧姆表的刻度标注
刻度
标注方法
标注位置
“0”
红、黑表笔相接调节调零电阻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＝r＋R＋Rg
刻度盘
正中央
“Rx”
红、黑表笔接Rx
Ix＝
Rx与Ix一一对应
与Rx对应
电流Ix处
如图2-4-5所示为多用电表的简单原理图，则：
图2-4-5
(1)当选择开关置于________点时，可用来测量电压，测量某电池两端的电压时，要将红表笔接电池的________极，电流从________表笔流入多用电表．
(2)当选择开关置于________点时，可用来测量电流，接入电路后，电流从________表笔流入多用电表．
(3)当选择开关置于________点时，可用来测量电阻，测量时应先将表笔短接，调节表上的某旋钮，使指针指到表盘上的示数为________处，此时电流从________表笔流入多用电表．
【解析】 (1)测量电压时，多用电表相当于一个电压表，是表头G串联一个分压电阻而得到的，故选择开关应置于C点，红表笔要接电池的正极，电流从红表笔流入多用电表；
(2)电流表是表头G并联一个分流电阻而得到的，故选择开关应置于A点，测量电流时，电流从红表笔流入多用电表；
(3)欧姆表是由表头G串联一可变电阻及电池而得到的，故选择开关应置于B点，可用来测量电阻，测量时应先将红表笔短接，调节调零旋钮，使指针指到表盘上电阻0 Ω处，此时电流从红表笔流入多用电表．
【答案】 (1)C 正 红 (2)A 红 (3)B 零 红
?1?使用欧姆挡测电阻时，指针的偏角越大，测量电阻值越小，指针的偏角越小，测量电阻值越大.,?2?流过欧姆表的电流是自己内部电源提供的，流过电压表和电流表的电流是外电路和电源提供的.
[针对训练]
2．如图2-4-6所示是把量程为3 mA的电流表改装成多用电表的结构示意图，其中电池电动势E＝1.5 V，经改装后，若将原电流表3 mA刻度处的刻度值定为零位置，则2 mA刻度处应标________Ω，1 mA处应标________Ω.
图2-4-6
【解析】 电流表满偏电流Ig＝3 mA＝3×10－3 A，当将红、黑表笔短路时，电路的总电阻为(Rg＋R0＋r)，其中Rg是电流表内阻，R0是调零电阻，r是电池内阻，我们将(Rg＋R0＋r)叫做多用电表内阻，用R内表示，R内＝＝500 Ω.
指针在2 mA处，设待测电阻为Rx，则Ig＝＝2×10－3＝，得Rx＝250 Ω，2 mA刻度处应标250 Ω.指针在1 mA处，设待测电阻Rx′，则Ig＝＝1×10－3＝，得Rx′＝1 000 Ω，则1 mA处应标1 000 Ω.
【答案】 250 1 000
使用多用电表测电阻
1.使用多用电表测电阻的步骤
(1)机械调零：使用前若表针没有停在左端“0”位置，要用螺丝刀转动调零定位螺丝，使指针指零．
(2)选挡：估计待测电阻的大小，旋转选择开关，使其尖端对准欧姆挡的合适挡位．
(3)欧姆调零：将红、黑表笔短接，调整调零电阻旋钮，使指针指在表盘右端“0”刻度处．
(4)测量读数：将两表笔分别与待测电阻的两端接触，表针示数乘以量程倍率即为待测电阻阻值．
(5)测另一电阻时重复(2)(3)(4)．
(6)实验完毕，应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡．
2．测电阻时应注意的问题
(1)选挡后要进行欧姆调零．
(2)换挡后要重新进行欧姆调零．
(3)被测电阻要与电源、其他元件分离，不能用手接触表笔的金属杆．
(4)被测电阻阻值等于指针示数乘以倍率．
(5)使用后，要将两表笔从插孔中拔出，并将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡．
(6)若长期不用，应把电池取出．
(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500 V挡，并拔出两表笔
根据如图2-4-7所示指针位置，此被测电阻的阻值约为________Ω.
图2-4-7
(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
思路点拨：解答本题应注意以下两点：
①用电阻挡测量电阻时，指针停在表盘刻度中央附近，测量值比较准确．
②用电阻挡测电阻时，指针偏角越大，表明待测电阻越小．
【解析】 (1)多用表测电阻时，选择挡位的原则是表头指针停在表盘刻度的中央附近．故选用×1 k挡．测量前先进行欧姆调零，使用完毕应将选择开关置于“OFF”位置或者交流电压最高挡，然后拔出表笔．欧姆表的示数乘以相应挡位的倍率即为待测电阻的阻值30 kΩ.
(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．电流总是从红表笔流入从黑表笔流出多用电表，每次换挡一定要进行欧姆调零，测量电阻一定要断电作业．所以A、C正确．
【答案】 (1)cabe 30 k (2)AC
[针对训练]
3．(多选)在用欧姆表测电阻的实验中，用“×10”挡测量一个电阻的阻值，发现表针偏转角度极小，正确的判断和做法是( )
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确一些，应换用“×1”挡，重新测量
D．为了把电阻测得更准确一些，应换用“×100”挡，重新测量
BD [用“×10”挡测量一个电阻的阻值，发现表针偏转角度极小，说明所测电阻较大，所选挡位太小，为准确测量电阻阻值，应换用“×100”挡，换挡后重新进行欧姆调零，然后再测电阻阻值，故AC错误，BD正确．]
[当 堂 达 标·固 双 基]
1．(多选)关于多用电表欧姆挡测电阻时的注意事项，下列说法正确的是( )
A．测量前必须调零，而且每测一次电阻都要重新调零
B．每次换挡后必须进行调零
C．如果待测电阻连接在某电路中，应先把它与其他元件断开，再进行测量
D．两个表笔要与待测电阻接触良好才能测量准确，为此应当用两只手分别将两个表笔与电阻两端紧紧捏在一起
BC [在进行电阻测量前必须进行欧姆调零，而且只要换挡就必须调零，但是如果不换挡，进行多次测量，就不需要重新调零，故A错误、B正确；在进行测量时，待测电阻一定要与其他元件断开，否则可能会造成测量不准确，故C正确；测量电阻时两手不能与表笔及电阻的金属部分相接触，否则会造成测量误差，故D错误．]
2．(多选)如图2-4-8所示，甲、乙两个电路都由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成，它们中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是( )
图2-4-8
A．甲表是电流表，R增大时量程增大
B．甲表是电流表，R增大时量程减小
C．乙表是电压表，R增大时量程减小
D．乙表是电压表，R增大时量程增大
BD [电压表电阻分压，串联一个电阻；电流表电阻分流，并联一个电阻．所以甲表为电流表，乙表为电压表．并联电路电阻大时分流少，所以R增大时量程减小，A错误，B正确；串联电路电阻大时分压多，所以R增大时量程增大，C错误，D正确．]
3．用多用电表测未知阻值的电阻，按正确步骤操作后，测量结果如图2-4-9所示，读出其阻值大小为________Ω.为了使多用电表测量的结果更准确，必须进行如下操作：
a．将选择开关打到________挡；
b．将________，________，进行欧姆调零；
c．把电阻接在两表笔之间进行测量并读数；
d．测量完毕将选择开关打到________挡．
图2-4-9
【解析】 欧姆挡的读数方法：表盘上的读数(本题中读数为100)×欧姆挡的倍率(本题中为×10)，所以读数为1 000 Ω.欧姆挡中任何一个倍率挡都能从零到无穷大读数，但指针在中间位置读数精确度高，所以要选择不同的倍率挡使指针指在表盘的中间位置，故将选择开关打到×100挡．欧姆挡测电阻时，每换一次挡都要进行欧姆调零，即红、黑表笔短接，旋动欧姆调零旋钮使指针指到0Ω位置．选择开关旋到欧姆挡时与多用电表内部电源接通，所以测量完毕将选择开关打到“OFF”挡或交流电压最高档．
【答案】 1 000 ×100 红、黑表笔短接 调节调零旋钮 “OFF”或交流电压最高
主备
教师
任教科目
物理
任教班级
高二（1）班
课题
第四节 认识多用电表
课型
新课
课时
授课
教师
张博
授课
班级
高二（1）班
教
学
目
标
知识
与
技能
(1)知道常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表G(表头)改装而成的，了解电流表(表头)的原理，知道什么是电流表满偏电流和满偏电压；
(2)理解表头改装成常用电压表和电流表的原理，会用万用表测量电路元件上的电压、电流、电阻等电学量；
过程
与
方法
(1)通过多用电表原理的分析过程，认识物理学分析、研究实际问题的方法；；
(2)经历学会使用多用电表的探究过程，认识科学探究的意义，认识物理实验在物理学发展过程中的作用。
情感
态度
价值观
通过本节课的教学活动，要培养学生的应用意识，培养学生尊重客观事实、理论联系实际、实事求是的科学态度和人生观。
教学
重点
(1)将表头G改装成大量程电压表和电流表的原理，理解改装后电压表和电流表的量程的物理意义；(2)学会使用多用电表。
教学
难点
(1)理解改装后电压表和电流表的量程的物理意义；(2)量程的选择。（3）欧姆表刻度的确定
突破重、难点的
手段
讲授结合多媒体
教法
与
学法
在教师指导下，师生共同探讨的启发式教学，通过分析、讨论、讲解、练习、观察、实验等方法完成教学任务.
教学手段与媒体
多媒体幻灯片 板书
备课时间： 年 月 日
教 学 过 程
教学活动设计
学生活动设计
（含设计意图）
授课教师
二次备课
教学过程
（一） 导入新课
课件：动画展示多用电表是安培表、伏特表、欧姆表功能的三合一。
这节课我们将一起认识一种可以测量电流、电压以及电阻等电学量的仪表——万用电表。
（二）多用电表的原理
1、多用电表的构造
（利用多媒体、实物演示，学生回答学案设置的对图填空题）
2、介绍多用电表电路
（一一对应构造各部分，多媒体展示，学生回答学案设置问题，教师指出万用表多用途的原理：接不同的端口，万用表接入不同电路，变成电压表、电流表、欧姆表可测电压、电流、电阻）
用白板擦做例子：多功能、每种功能用到板擦的一部分而已。
3电流表G(表头)的构造和工作原理
(利用多媒体图示简单介绍表头G的主要构造和工作原理、符号)
结合学生课前学习学案的情况，对满偏电流Ig、内阻Rg、满偏电压Ug进行说明
问题：满偏电流Ig、内阻Rg、满偏电压Ug三者之间有什么关系？
据部分电路欧姆定律可知：
Ug＝IgRg
指出：表头存在于各种仪表上，汽车的速度计、电量表、安培表、伏特表等。
用动画演示将表头改造成汽车速度计的动画，让学生体会。指出“三十六计之偷梁换柱”
问题：表头G的满偏电流Ig和满偏电压Ug一般都比较小（量程较小），能否把它改造成安培表和伏特表，请你设计电路。
（学生课前完成画在学案的方框内）
4、电压表和电流表
请设计好的学生画在黑板上，并讲解为什么这样就可以测量较大的电流了。
问题：表头原来的标签要不要改造？
点评，然后完成学案上的小结：
①把表头改装成电流表的方法：给表头并联一个适当的分流电阻。
②把表头改装成电流表的原理：并联电阻的分流作用。
提出课后探究问题：要使改造后的电流表量程更大，并联的电阻比原来要更大还是更小？
问题：可不可以用表头测电压？如果用表头测电压，能测量的电压最大值是多少？如果要把表头改造成一个能测较大电压的伏特表，该如何改造？
(2)把表头G改装成电压表V
学生完成学案任务。
教师总结。
情感价值观教育：
应积极动脑，努力把所学知识应用到实际中，为人类造福。
问题：对照万用电表的电路图，请学生说明，测电流转换开关接接哪个端口？测电压呢？课后思考：接1端口和2端口测电流，哪个量程大？3和4呢？
5、实验一：用万用电表的直流电流档测通过小灯泡的电流；
用万用电表的直流电压档测小灯泡两端的电压；
课件出示初中测小灯泡电流和电压的实物连接图，让学生依类比思路理解万用表电流档、电压档的使用。
让学生观察万用表，提问：
转换开关置于哪是测电流？电压？电阻？
安培表和伏特表在使用时让电流比正接线柱流入，从负接线柱流出，万用表的正、负接线柱在哪？
怎么改变量程？
读哪条刻度？
使用前如何调零？
安培表、伏特表测量时，指针在哪个位置读数比较准确？
学生动手实验。
6 、电阻档（欧姆表）的原理与刻度
万用电表还可以测电阻，究竟是什么原理呢？
投影：多用电表测量电阻的电路图
（档位开关接5端口，内有电源，注意电源正负极与红黑表笔的连接情况）
讲述原理：学生完成学案上问题：写出流过表头的电流与待测电阻的RX的关系表达式
指出，其原理是利用闭合电路的欧姆定律。
问题：欧姆表的“0”刻度在表盘的左边还是右边？
欧姆表的刻度均匀吗？
为什么要设置调零电阻？
实验二：测测滑动变阻器的电阻；
先纸上谈兵：（借练习讲解万用表欧姆档的用法）
学案上练习：
（1） 当指针位置如图中白三角箭头所示,则测量的是______,测量结果为___________.
（2）当指针位置如图中白三角箭头所示,正确操作后发现指针的偏转角很小,那么接下来的操作步骤应该依次为:①_________________,②_________________,③__________________.
（3）测量结束后应将选择开关拨到_________或者____________.
学生自主实验
教师点评学生实验中出现的问题，包括：
要断开原电路、换档调零、表笔握法等）
实验： 判断二极管的质量和极性
带问题自主探索进行实验：
二极管的有什么样的特性？
如何判断二极管正负极？
如何判断二极管的质量好坏？
学生回答做法。
我们平时用完手电筒后要不要关掉？现在我们不再使用万用电表了，也要把它关掉收好，怎么关掉它呢？（节能、环保教育）
以上我们使用万用表分别测量了电流、电压、电阻，万用电表还可以做很多事，请大家看下面这道题：
开放思考题：用多用电表查找电路故障
（投影题目，学生思考谈办法）
如图所示电路，闭合开关后灯泡不亮，请找出故障。
1、可能是什么原因？
2、如何利用多用电表找出哪部分发生了什么样的故障？你有几种办法？
评价与
总结
推荐作业
板
书
设
计
课
后
反
思
备课组长（教研组长）签名： 时间： 年 月 日
课件55张PPT。
第二章 电路第四节 认识多用电表表头测量电路转换开关测量表笔电流表1电压表4分流分压调零电阻 零刻度线∞∞量程并联量程串联红表笔量程欧姆负正欧姆调零比较小比较大质量正、负极电表的改装及计算 欧姆表的原理 使用多用电表测电阻 谢谢观看
