物理：2.4 认识多用电表 课件（粤教版选修3-1）

(共46张PPT)
第四节　认识多用电表
课标定位
学习目标：1.理解并掌握欧姆表和多用电表的制作原理．
2．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．
3．会使用多用电表测量电流和电压，知道各个量程存在差异的原因．
4．会使用多用电表测量电阻，知道测量电阻的基本方法．
5．会使用多用电表查找电路的故障．
重点难点：多用电表的制作原理及使用．
一、多用电表的原理
1．构造
指针式多用电表一般由_____、 __________、 __________以及______________等组成．
(1)表头是一个灵敏直流电流表，主要部分是__________和__________．
(2)当电流通过线圈时，线圈在______的作用下带动_____偏转．
(3)表头的满偏电流Ig；电流的大小由指针偏转的角度大小表示，指针偏转到最大角度时对应的电流为Ig.
表头
测量电路
转换开关
红黑测量表笔
永久磁铁
可动线圈
磁场
指针
2．用途
多用电表是一种可以测量_____、 _____以及_____等电学量的仪表，它具有多功能、 _______、方便携带的特点，是科学实验、生产实践中用来判断_________、检测电路元件的重要工具．
3．多用电表测直流电流和直流电压
这一原理实际上是电路的分流和分压原理，按照图2－4－1，将其中的转换开关接1或者2时测__________；接3或4时测_________．转换开关接5时，测_____．
电流
电压
电阻
多量程
电路故障
直流电流
直流电压
电阻
图2－4－1
4．多用电表电阻挡(欧姆表)
图2－4－2
思考感悟
欧姆表的表盘刻度均匀吗？
提示：在欧姆表的刻度盘上，标出的刻度从零到无穷大，由于I与R的非线性关系．表盘上电流刻度是均匀的，其对应的电阻刻度是不均匀的．
二、学会使用多用电表
多用电表使用前应调节_________调节旋钮，使指针正对零刻度．使用后要把选择开头拨至最大_________挡或“OFF”处，长期不用时应取出表内电池．
无论是测电流还是电压，都应选择适当的量程使表头指针尽量停靠在接近_______处．测量电阻时，表头指针应停在表盘刻度的__________．用多用电表的________判断二极管的极性时，要用两表笔分别连接二极管的两极，然后将两表笔反过来连接二极管的两极，可以测出两个电阻值
机械零点
交流电压
满刻度
中央附近
电阻挡
一、电压表和电流表的改装
两表改装
比较项目　　 小量程的表头G(Ig，Rg)改装成电压表V 小量程的表头G(Ig，Rg)改装成电流表A
内部电路
扩大后量程 U I
R的作用 分压 分流
特别提醒：(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)电表改装的问题实际上是串并联电路中电流、电压的计算问题，只要把表头G看成一个电阻Rg即可，切记通过表头的满偏电流Ig是不变的．
即时应用?(即时突破，小试牛刀)
1．(双选)如图2－4－3所示，甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器R组成，下列说法中正确的是(　　)
图2－4－3
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增大时量程增大
D．乙表是电压表，R增大时量程减小
二、多用电表表盘的刻度特点
1．直流、交流电压电流挡的表盘：都是均匀的，0刻度在左侧，最大值在右侧；直流、交流电压、电流挡共用表盘中间的刻度线．
2．低压交流电压挡的表盘：此表盘的刻度线不均匀，位于表盘下侧，0刻度在左侧，最大值2.5 V在右侧，只有交流电压小于2.5 V时，才从此表盘读数．
特别提醒：在利用多用电表进行读数时，首先应明确所要测量的是哪一个物理量，然后结合所选的挡位对表盘进行读数．
即时应用?(即时突破，小试牛刀)
2．如图2－4－4所示是把量程为3 mA的电流表改装成的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刻度处应标________Ω，1.5 mA刻度处应标________Ω.
图2－4－4
答案：250　1000　500
三、多用电表的使用
1．使用步骤
(1)用螺丝刀轻轻转动多用电表的机械调零旋钮(调整定位螺丝)，使指针正对零刻度(电流、电压的零刻度)．
(2)选挡：测电流、电压时选择合适的量程；测电阻时选择合适的倍率，以使指针指在中间刻度范围．
(3)测电阻选用合适的倍率后，用欧姆调零旋钮进行调零(表笔直接接触，指针指右侧电阻零刻度)．
(4)将红黑表笔接被测电阻两端进行测量．
(5)将指针示数乘以倍率得测量值．
(6)将选择开关扳到OFF或交流电压最高挡．
3．二极管的极性判断
(1)关于晶体二极管
图2－4－5
晶体二极管是用半导体材料制成的，它有两个极，一个叫正极，一个叫负极．它的符号如图2－4－5所示．
晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向)．当给二极管加正向电压时，它的电阻很小，电路导通，小灯泡正常发光，如图2－4－6甲所示；当给二极管加反向电压时，它的电阻很大，电路截止，小灯泡不发光，如图2－4－6乙所示．
图2－4－6
(2)测正向电阻：用多用电表的电阻挡，量程拨到“×10”的位置上，将红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“－”插孔，然后两表笔短接进行电阻挡调零后，将黑表笔接触二极管的正极，红表笔接触二极管的负极，稳定后读取示数乘上倍率求出正向电阻R1.
(3)测反向电阻：将多用电表的选择开关旋至高倍率的欧姆挡(例如“×1 k”)，变换挡位之后，须再次把两表笔短接调零，将黑表笔接触二极管的负极，红表笔接触二极管的正极，稳定后读取示数乘上倍率(例如1 k)求出反向电阻R2.
特别提醒： (1)测电流、电压时内部测量电路没有电源，但欧姆挡内部电路有电源，所以测电阻时，待测电阻与外部电源以及其他电阻断开，且不要用手接触表笔的金属杆．
(2)不管用多用电表测什么项目，电流都是从红表笔流入，从黑表笔流出．
(3)换用欧姆挡的另一量程时，一定要重新进行“欧姆调零”，才能进行测量．
(4)指针稳定后才能读数，测电阻时表针示数乘以选择开关所指的倍数，电压、电流的读数同样要看清选择开关所选择的量程．
即时应用?(即时突破，小试牛刀)
3．(单选)用多用电表测直流电压U和测电阻R时，若红表笔插入多用电表的(＋)插孔，黑表笔插入多用电表的(－)插孔，则(　　)
A．测电压时电流从红表笔流入多用电表，测电阻时电流从红表笔流出多用电表
B．测电压时电流从红表笔流入多用电表，测电阻时电流从红表笔流入多用电表
C．测电压时电流从红表笔流出多用电表，测电阻时电流从红表笔流出多用电表
D．测电压时电流从红表笔流出多用电表，测电阻时电流从红表笔流入多用电表
解析：选B.多用电表测电压时，红表笔接外部电源的正极，因此，电流应从红表笔流入多用电表，而多用电表测电阻时，红表笔接多用电表内部电源的负极，电流应从红表笔流入多用电表，故选项B正确．
(2011年黄冈检测)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？
课堂互动讲练
例1
电流表改装的计算
【答案】　1880 Ω　0.12 Ω
【方法总结】　 (1)电压表是由一只电流计跟一只定值电阻串联而成，串联的电阻起分压作用．改装后的电压表量程不同是因为串联的电阻不同．电流表是由一只电流计跟一只定值电阻并联而成，并联的电阻起分流的作用．并联不同阻值的电阻改装后的量程不同．
(2)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．
例2
欧姆表原理的理解及计算
图2－4－7
【思路点拨】　欧姆表测电阻的基本原理是闭合电路的欧姆定律，只要搞清欧姆表的电路连接情况，根据闭合电路的欧姆定律很容易求解．
【答案】　6.5 kΩ　7.5 kΩ　15.0 kΩ
变式训练　一个用满偏电流为3 mA的电流表改装成的欧姆表，调零后用它测量500 Ω的标准电阻时，指针恰好指在刻度盘的正中间．如用它测量一个未知电阻时，指针指在1 mA处，则被测电阻的阻值为多少？
答案：1000 Ω
(2009年高考上海卷)(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________．
例3
多用表的使用
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，并拔出两表笔根据图2－4－8所示指针位置，此被测电阻的阻值约为________Ω.
图2－4－8
(2)(双选)下述关于用多用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
【精讲精析】　(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大挡，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
【方法总结】　一般先选择较大的挡位粗测，指针偏角大，则电阻较小；注意每换一次要调零．
如图2－4－9所示电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻器R1、R2及另外两根导线是好的．为了查出断导线，某学生想先用多用电表的红表笔连接在电源的正极a，再将黑表笔连接在电阻R1的b端和R2的c端，并观察多用电表指针的示数．在下列选项中，符合操作规程的是(　　)
用多用电表判断电路故障
例4
图2－4－9
A．直流10 V挡　　 B．直流0.5 A挡
C．直流2.5 V挡 D．欧姆挡
【答案】　A
【方法总结】　(1)判断电路故障常用多用电表的电压挡，因为操作既简便又安全，但要注意量程的选取．
(2)在确认无电压的情况下，才能用多用电表的欧姆挡判断故障，而且要将待测元件与电路断开