高中物理人教版 (新課標)選修38 多用電表的原理教案

這是一份高中物理人教版 (新課標)選修38 多用電表的原理教案，共6頁。
主 備 人：趙興泉 學科長審查簽名：趙興泉
2.8多用電表
（一）內(nèi)容及解析
1、內(nèi)容：學習使用多用電表，特別是歐姆表的構(gòu)造和使用方法。
2、解析：會改裝和使用多用電表，此節(jié)是高考的實驗考試熱點。
（二）目標及其解析
理解并掌握歐姆表和多用電表的制作原理。
（三）教學問題診斷分析
理解歐姆表和多用電表的制作原理。動手操作，學會用多用電表測量小燈泡的電壓、電流、及二極管的正、反向電阻。
（四）、教學支持條件分析
投影儀、多用電表（指針式、數(shù)字式）、小燈泡、電池、電鍵、導線（若干）、二極管
（五）、教學過程設(shè)計
1、教學基本流程
教師：我們已經(jīng)學習過把電流表改裝成電壓表和量程較大的電流表的原理，下面請同學們畫出改裝的原理圖。
學生：在練習本上畫出改裝的原理圖。學生代表到黑板上畫。
師生互動：對學生畫的改裝原理圖進行點評。
教師：能否將電流表改裝成測量電阻的歐姆表呢？下面我們就來探究這方面的問題。
2、教學情景
1.多用電表的原理
如圖是簡化的多用電表電路圖。它由表頭G、直流電流測量電路、直流電壓測量電路、電阻測量電路以及轉(zhuǎn)換開關(guān)S等部分組成。圖中1、2為電流測量端，3、4為電阻測量端，5、6為電壓測量端。測量時，黑表筆插入“－”插孔，紅表筆插入“＋”插孔，并通過轉(zhuǎn)換開關(guān)接入與待測量相應的測量端。使用時，電路只有一部分起作用。
（1）測直流電流和直流電壓原理
與第四節(jié)分流和分壓原理相同，注意讀數(shù)時要讀取跟選擇開關(guān)擋位相對應的刻度值。
（2）多用電表電阻擋“歐姆擋”原理
歐姆表是根據(jù)閉合電路歐姆定律制作的，可直接讀出電阻之值.歐姆表的結(jié)構(gòu)如圖所示，其中G為靈敏電流表，滿偏電流Ig，線圈電阻Rg，電源電動勢E，內(nèi)阻r，R0為調(diào)零電阻.
當紅黑表筆不接觸時，電流表示數(shù)為零，紅黑表筆間電阻為無限大.
當紅黑表筆短接時，調(diào)節(jié)R0使指針滿偏.
Ig=.
當紅黑表筆間接電阻Rx時，通過電流表電流I=，每一個Rx對應一個電流I，在刻度盤上標出與I對應的Rx的值，這樣即可讀出待測電阻阻值，但由上式看出，I與Rx不成比例，故歐姆表刻度不均勻.
當歐姆表指針指向表盤中央時，
有
解得 即
2.多用電表的使用
（1）使用多用電表測直流電壓或直流電流時，先插好表筆，再調(diào)整定位螺絲使表指針指在左端電流刻度為零處，然后把選擇開關(guān)旋到直流電壓擋或直流電流擋上，就可當做電壓表或電流表使用了。注意接通時應使電流從“＋”插孔流入多用電表，從“－”插孔流出多用電表；選擇量程時，應使指針偏轉(zhuǎn)角盡量大一些。
(2)用多用電表測電阻時，要用歐姆擋，把選擇開關(guān)旋到歐姆擋某量程上后，除機械調(diào)零外，還要把兩表筆接觸在一起，調(diào)整調(diào)零旋鈕，使指針指到最右端電阻刻度為零處.然后把兩表筆接在待測電阻的兩端，指針示數(shù)乘以倍率即指出該電阻阻值。
注意：測量時不要用手接觸電阻的兩引線；為減小誤差，指針應指表盤中央部分，可通過換擋實現(xiàn)，而每次換擋，必需重新調(diào)零；測量完畢，將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到OFF擋或交流最大電壓擋，拔出表筆，若長期不用應取出電池。
例1 如圖所示是簡化的多用電表的電路。轉(zhuǎn)換開關(guān)S與不同接點連接，就組成不同的電表，已知R3＜R4，下面是幾位同學對這一問題的議論，請你判斷他們中的正確說法：

A．S與1、2連接時，多用電表就成了電流表，且前者量程較大
B．S與3、4連接時，多用表就成了電流表，且前者量程較大
C．S與3、4連接時，多用表就成了電壓表，且前者量程較小
D．S與5連接時，多用表就成了歐姆表，且5接線柱為紅表筆
解答：ACD
例2 多用電表直流電流測量電路原理如圖所示，設(shè)表頭滿偏電流Ig＝200μA，內(nèi)阻Rg＝100Ω，圖中R1與R2的大小應為多少？
解析：通過電流表表頭的滿偏電流相同，均為Ig＝200μA，接2時，R1與R2串聯(lián)，表頭滿偏時，通過R1、R2的電流為I1-Ig；接1時，Rg與R2串聯(lián)，表頭滿偏時，通過R1的電流為I2-Ig.
接2滿偏時有：
接1滿偏時有：
代入數(shù)據(jù)Ig＝2×10-4A，Rg＝100Ω，I1＝1×10-2A，I2＝1×10-3A，
得：R1=2.5Ω, R2=22.5Ω。
思考：若采用下圖所示的電路是否可行呢？R1、R2的阻值各是多少？該電路有何缺點？
分析：該電路原理可行，但開關(guān)轉(zhuǎn)換過程中萬一接觸不良，沒有接通，或測量轉(zhuǎn)換過程中，電流全部流經(jīng)表頭，將把表頭損壞。
例3 如圖所示，電流表滿偏電流Ig＝500μA，線圈電阻Rg＝200Ω，電動勢E＝1.5V,電流表盤刻有平面刻度線，指針指在滿偏刻度時轉(zhuǎn)過900.
（1）指針半偏時所對應的阻值是多少？
（2）指針轉(zhuǎn)過300時所對應的阻值示多少？
（3）若電池使用久了，電動勢變?yōu)?.4V，測電阻時若指針指在中間刻度，求被測電阻。
解析：（1）設(shè)電源內(nèi)阻為r，指針滿偏時，，與中間刻度對應的阻值R中：
∴
（2）指針指在300時，對應阻值為Rx，則
，Rx＝2R中＝6000Ω
（3）電動勢E′=1.4V時對應的中值電阻
指針半偏刻度仍指著3000Ω，而實際電阻只有2800Ω?？梢娪脷W姆表測電阻時，由于電動勢變小，電阻的測量值偏大，電阻的測量將產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。
（六）目標檢測
1. 在直流電源對小燈泡供電的情況下，測量電路某兩點的電壓用 ，測量電路通過的電流用 ，粗測導體的電阻用 。
2.在直流電源對小燈泡供電的情況下，用多用電表測小燈泡的電壓，應將多用電表的選擇開關(guān)旋至 ，其量程應 小燈泡兩端電壓的估計值，注意紅表筆接觸點的電勢比黑表筆 。
3.用多用電表測量通過小燈泡的電流，應將多用電表的選擇開關(guān)旋至 ，其量程應 通過小燈泡電流的估計值，電流應從 表筆流入電表。
4.多用電表做歐姆表使用時，電表內(nèi)部的電源接通，電流從歐姆表的 表筆流出，經(jīng)過被測電阻，從 表筆流入，指針指在刻度盤 所測的電阻較準確。
設(shè)計意圖：檢測目標完成情況
A組題
1. 下圖為多用電表歐姆擋的原理示意圖，其中電流表的滿偏電流為300μA，內(nèi)阻rg=100W，調(diào)零電阻最大阻值R=50kΩ，串聯(lián)的固定電阻R0=50Ω，電池電動勢E=1.5V。用它測量電阻Rx，能準確測量的阻值范圍是( )
(A)30kΩ～80kΩ (B)3kΩ～8kΩ
(C)300Ω～80Ω (D)30Ω～80Ω
2. 用多用電表歐姆擋測電阻,有許多注意事項,下列說法中哪些是錯誤的 （ ）
A. 測量前必須調(diào)定位螺絲 , 待指針指零 , 而且每測一次電阻都要重新調(diào)零
B. 每次換擋后必須重新進行電阻調(diào)零
C. 待測電阻如果是連接在某電路中，應把它先與其他元件斷開，再進行測量
D. 兩個表筆要與待測電阻接觸良好才能測得較準確，為此,應當用兩個手分別將兩
個表筆與電阻兩端緊緊捏在一起
E. 使用完畢應當拔出表筆，并把選擇開關(guān)旋到交流電壓最高擋
設(shè)計意圖：對學生進行基礎(chǔ)知識練習
B組題
1. 圖中B為電源，R1、R2為電阻.K為開關(guān)?，F(xiàn)用多用電表測量流過電阻R2的電流。將多用電表的選擇開關(guān)調(diào)至直流電流擋（內(nèi)阻很?。┮院螅_的接法是（ ）
A．保持K閉合，將紅表筆接在a處，黑表筆接在b處
B．保持K閉合，將紅表筆接在b處，黑表筆接在a處
C．將K斷開，紅表筆接在a處，黑表筆接在b處
D．將K斷開，紅表筆接在b處，黑表筆接在a處
2.關(guān)于多用電表表面上的刻度線 , 下列說法中正確的是（ ）
A. 直流電流刻度線和直流電壓刻度線都是均勻的可以共用同一刻度線
B. 電阻刻度是不均勻的
C.交流電壓刻度線是均勻的
D.電阻刻度上的零刻度線與直流電流最大刻度線相對應
3. 用 求出的“220V,40W”電燈泡電阻為1210Ω，用多用電表測得其電阻只有90Ω，下列說法中正確的是（ ）
A. 兩個電阻阻值相差懸殊是不正常的 , 一定是測量時讀錯了數(shù)據(jù)
B. 兩個阻值相差懸殊是正常的 , 因為歐姆表測電阻的誤差大
C. 兩個阻值相差懸殊是不正常的 , 可能出廠時把燈泡的功率標錯了
D. 兩個阻值相差懸殊是正常的 ,1210Ω是正常工作狀態(tài) ( 溫度很高 ) 的阻值 ,90Ω是常溫下的阻值
4.在圖示電路的三根導線中,有一根是斷的,電源、電阻器R1、R2及另外兩根導線都是好的.為了查出斷導線,某學生想先將多用電表的紅表筆連接在電源的正極a,再將黑表筆分別連接在電阻器R1的b端和R2的c端,并觀察多用電表指針的示數(shù).在下列選擋中,符合操作規(guī)程的是（ ）
(A)直流10V擋 (B)直流0.5A擋
(C)直流2.5V擋 (D)歐姆擋
設(shè)計意圖：提高學生對基礎(chǔ)知識的學習
C組題
1下圖為—正在測量中的多用電表表盤。
（1）如果是用直流10V擋測量電壓，則讀數(shù)為 V。
（2）如果是用×100?擋測量電阻，則讀數(shù)為 ?。
（3）如果是用直流5mA擋測量電流，則讀數(shù)為 mA。
設(shè)計意圖：提高部分學生的的能力
教學反思：