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新人教版 必修三
第十二章 電能 能量守恒定律
第2節 （第三課時） 多用電表的原理
如何測量電阻？
多用電表是一種可以同時測量電壓、電流和電阻的電表。
新課引入
歐姆表是在電流表的基礎上改裝而成的。為了使測量電阻時電 流表指針能夠偏轉，表內應有電源。
設電源的電動勢為E，內阻為r，電流表的電阻為Rg，可變電 阻為 R1，電流表滿偏電流為 Ig，歐姆表的總電阻為 RΩ
當紅、黑表筆直接接觸時（相當于被測電阻為0），
學習任務一：歐姆表的原理
當紅、黑表筆之間接有待測電阻Rx 時，電流表指針指在Ix 處，
待測電阻與電流是線性關系嗎？
學習任務一：歐姆表的原理
由上式可知，電阻與電流存在一一對應關系，因此，只要將原來的電流刻度轉換成對用的電阻刻度，指針就能夠指示出被測電阻的阻值。不過與之間不是線性關系，所以刻度盤上的電阻值刻度不均勻
(1) 零刻度在右邊，左邊為無限大。
(2)刻度不均勻,左密右疏。
(3) 中間刻度比較均勻，故當指針指在表盤中間刻度附近時，測量結果比較準確。
學習任務一：歐姆表的原理
如圖甲為物理興趣小組設計的多用電表的電路原理圖。他們選用內阻Rg＝10 Ω、滿偏電流Ig＝10 mA的電流表、標識不清的電源，以及由定值電阻、導線、滑動變阻器等組裝好的多用電表。當選擇開關接“3”時為量程250 V的電壓表。該多用電表表盤如圖乙所示，下排刻度均勻，上排刻度線對應數值還沒有及時標出。
例題
(1)由題中所給已知條件可得圖甲中電阻R2＝__________Ω。
(2)選擇開關接“1”時，兩表筆接入待測電路，若指針指在圖乙所示位置，其讀數為__________mA。
(3)興趣小組在實驗室找到了一個電阻箱，利用組裝好的多用電表設計了如下從“校”到“測”的實驗：
①該多用電表A、B接線柱中________(填寫“A”或“B”)應接紅表筆；
②將選擇開關接“2”，紅黑表筆短接，調節R1的阻值使電表指針滿偏；
③將多用電表紅黑表筆與電阻箱相連，調節電阻箱使多用電表指針指在電表刻度盤中央C處，此時電阻箱如圖丙所示，則C處刻度線的標注值應為________Ω。
④用待測電阻Rx代替電阻箱接入兩表筆之間，表盤指針依舊指在圖乙所示位置，則計算可知待測電阻約為Rx＝________Ω。(保留三位有效數字)
例題
解析：(1)由題中所給已知條件可得圖甲中電阻
(2)選擇開關接“1”時，兩表筆接入待測電路，若指針指在圖乙所示位置，因最小刻度為0.2 mA，則其讀數為6.9 mA。
(3)①該多用電表A、B接線柱中因A接內部電源的負極，可知A應接紅表筆；
③由電阻箱可知，C處刻度線的標注值應為150 Ω。
④由閉合電路的歐姆定律可得
聯立解得
例 題
1
2
3
A
B
A
A
甲
乙
丙
R1
R2
B
A
A
B
A
A
B
R1
R2
A
電流表
歐姆表
電壓表
問題:能否讓它們共用一個表頭制成一個多用電表呢
請完成最簡單的多用電表的電路圖。
學習任務二：多用電表的結構
E
E
A
B
1
2
3
4
5
6
1.開關S調到1、2、3、4、5、6位置時電表分別測的是什么
2.在測量電流或電壓時兩個位置中哪個位置的量程比較大
1、2為電流表；
3、4為歐姆表；
5、6為電壓表
電流：1大；
電壓：6大
量程擴展：
學習任務二：多用電表的結構
1．歐姆表的內部電路如圖所示，已知電流計的電阻為Rg，滑動變阻器接入電路的阻值為R0，電源的電動勢和內阻分別為E、r，下列說法正確的是（　　）
A．歐姆表的工作原理是閉合電路歐姆定律
B．電路圖中左側的表筆為黑表筆
C．歐姆表表盤的最左端為歐姆“0”刻度
D．歐姆表表盤的中間刻度值為R中=r+Rg+R0
AD
當堂達標檢測
2.如圖是一個多用表的刻度盤，當多用表選擇開關置于“30mA”檔時，測出的電流強度為 ；當選擇開關置于“12V”檔時，測出的電壓為 ;當選擇開關置于“×100 Ω” 檔時，測出的電阻為 。
0
3
6
100
5 kΩ
8.0V
20.0mA
R中=100 Ω，Rx=50 Ω
【解析】
指針所指處的電阻刻度是50Ω，則測出的電阻為5kΩ
當堂達標檢測
3.圖a是多用電表的表盤示意圖，小明用多用電表“×10”倍率的歐姆擋測量一只電阻的阻值，發現指針偏轉角太小，為了測量結果比較精確，小明按以下步驟進行了實驗：
當堂達標檢測
(1)應換用________(選填“×1”或“×100”)倍率的歐姆擋。
(2)兩表筆短接，通過調節______(選填“S”“T”或“K”)，進行歐姆調零。
(3)重新測量并讀數，若這時刻度盤上的指針位置如圖b所示，測量結果是________Ω。
(4)圖c是小明剛剛使用過的兩種倍率的歐姆擋內部電路示意圖，R2為歐姆調零電阻。當開關S斷開時的倍率是________(選填“×1”“×10”或“×100”)。同時應保證R1的阻值是靈敏電流計Rg的________倍。
當堂達標檢測
(1)用多用電表“×10”倍率的歐姆擋測量電阻的阻值，指針偏轉角太小，說明示數大了，要想使示數指在中值電阻附近，選用大倍率的，故選用“×100”倍率的歐姆擋；
(2)兩表筆短接，調節歐姆擋調零旋鈕，使指針指在0 Ω處；
(3)由圖可知，指針示數為11.0，因擋位為×100, 故電阻讀數為R＝11.0×100 Ω＝1 100 Ω；
(4)當開關S斷開時，通過干路的最大電流最小，根據閉合電路歐姆定律，表頭達到最大電流時，電路總電阻變大，故量程變大，故選“×100”倍率的歐姆擋；小明選用的歐姆擋倍率擴大十倍，即斷開前通過干路的最大電流是表頭最大量程的十倍，根據并聯電路電壓電流關系可得
解得 。
當堂達標檢測
4.圖甲為一個簡易歐姆表的電路圖，圖乙為其表盤的標度，已知表盤中間的刻度值為“15”，圖中所用器材如下：
A．干電池(電動勢E＝1.5 V，內阻r＝1 Ω)
B．電流表G(滿偏電流Ig＝1 mA，內阻Rg＝180 Ω)
C．電阻箱R0(最大阻值999.9 Ω)
D．滑動變阻器R (最大阻值為2 000 Ω)
E．開關一個，導線若干
根據實驗電路和實驗器材，完成以下問題：
(1)開關S斷開時，將a、b表筆短接進行歐姆調零，此時滑動變阻器R接入電路的阻值為______Ω，此時該歐姆表的倍率為______(選填“×1”“×10”“×100”或“×1 000”)；
(2)現在(1)中倍率情況下進行歐姆調零后測某一電阻阻值，指針正好指在“30”刻度線上如圖乙所示，由于歐姆表使用了一段時間，電池電動勢變為1.45 V，內阻變大，則該待測電阻的實際阻值為________Ω；
(3)閉合開關S，適當調整電阻箱R0的阻值，該歐姆表的倍率將________(選填“變大”或“變小”)。
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解析：(1)開關S斷開時，將a、b表筆短接進行歐姆調零，有
代入數據解得此時滑動變阻器R接入電路的阻值為
此時歐姆表的內阻為
表盤中間的刻度值為“15”，則歐姆表的倍率為×100。
(2)當用電動勢為1.5 V的電池測量某電阻時，刻度處電流
當用電動勢為1.45 V的電池測量另一電阻時指針在相同刻度處，則
知
解得
(3)閉合開關S，適當調整電阻箱R0的阻值，歐姆表內阻減小，新歐姆表的倍率較改裝前歐姆表的倍率變小。
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