《创新设计》2015-2016学年高二物理粤教版选修3-1 学案：第二章 第5讲 认识多用电表 WORD版含答案.docx

1、第5讲认识多用电表目标定位1.理解并掌握电流表和电压表的改装原理.2.掌握欧姆表的原理和多用电表的结构.一、多用电表的表头1.表头的主要构造：表头G是一个灵敏直流电流表，主要部分是永久磁铁和可动线圈.当电流通过线圈时，线圈在磁场的作用下带动指针偏转，电流的大小由指针偏转的角度大小表示.2.多用电表表头G的主要参数：满偏电流Ig；表头线圈的内阻Rg；满偏电压Ug.想一想满偏电流Ig、内阻Rg、满偏电压Ug三者之间有什么关系？答案由部分电路欧姆定律可知，通过表头的电流跟加在表头两端的电压成正比，UgIgRg.二、多用电表的结构多用电表由表头、直流电流测量电路、直流电压测量电路、电阻测量电路以及转换

2、开关S等组成.一、电压表的改装原理1.小量程电流表G(表头)的三个参数(1)电流表的内阻Rg.(2)满偏电流Ig.(3)满偏电压UgIgRg很小.2.电压表的改装原理表头的满偏电压Ug一般都很小，给它串联一个电阻把它改装成大量程的电压表，电路结构如图1.图1根据串联电路的特点：UIg(RRg) 所以串联的电阻的阻值：RRg改装后的电压表的内阻RVRgR3.量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大.例1电流表的内阻是Rg200 ，满刻度电流值是Ig500 A，现欲把这个电流表改装成量程为1.0 V的电压表，正确的方法是()A.应串联一个0.1 的电阻B.应并联一个0.1 的电阻C.应串联一个1 80

3、0 的电阻D.应并联一个1 800 的电阻答案C解析根据改装原理可知，需要串联一个电阻RRg200 1 800 ，故选C.二、电流表的改装原理1.原理：表头的满偏电流很小，给它并联一个电阻，改装成一个大量程的电流表.电路结构如图2.图2根据并联电路的特点：IgRg(IIg)R ，可得：RRg改装后的电流表的内阻为RA2.量程扩大的倍数越高，并联的电阻越小.例2有一电流表G，内阻Rg10 ，满偏电流Ig3 mA，要把它改装成量程为00.6 A的电流表，需要并联一个多大的电阻？改装后电流表的内阻是多大？答案0.05 0.05 解析改装成量程为00.6 A的电流表，当达到满偏时，分流电阻R的分流IR

4、IIg0.597 A所以分流电阻R0.05 改装后电流表的内阻RA0.05 借题发挥关于电表改装，要分清改装成电压表时需串联电阻，改装成电流表时需并联电阻，然后再结合电路知识及部分电路欧姆定律加以解决.(1)先明确小量程电流表G的两个参数：Ig、Rg，并算出满偏电压UgIgRg.(2)用欧姆定律求改装时需要串联或并联的电阻改装成电压表时要串联一个阻值较大的电阻以分压，它的阻值用它分担的电压(改装后的电压表量程减去Ug)除以最大电流(即Ig)确定.改装成电流表时要并联一个阻值较小的电阻以分流，它的阻值用它两端的电压(即表头的Ug)除以通过它的电流(即改装后的电流表量程减去Ig)确定.三、欧姆表的

5、原理1.欧姆表测量电阻是根据闭合电路欧姆定律，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，这样就制成了一个欧姆表.其中，R也叫调零电阻，RRgr为欧姆表的内阻.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，所以在表盘上电流零处标电阻“”(如图3甲所示)；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”(如图乙所示).图33.I与Rx不成比例，所以欧姆表的刻度不均匀.4.欧姆表偏角(偏角是指相对零电流位置或左端的“0”刻度而言的)越大，表明被测电阻越小.5.中值电阻：当外加电阻RxrRgR时，电流为IIg

6、，此时电流表指针指在刻度盘的中央，该电阻叫中值电阻.例3把一量程6 mA、内阻100 的电流表改装成欧姆表，线路如图4所示，现备有如下器材：A.电源E3 V(内阻不计)；B.变阻器0100 ；C.变阻器0500 ；D.红表笔；E.黑表笔.图4(1)变阻器选用_.(2)红表笔接_端，黑表笔接_端.(3)电流表2 mA刻度处换成电阻刻度，其电阻值应为_.答案(1)C(2)NM(3)1 000 解析(1)两表笔直接接触时，调节变阻器阻值使电流达到满偏Ig，解得R0400 ，故变阻器应选C；(2)红表笔接内部电源的负极，黑表笔接内部电源的正极，所以红表笔接N端，黑表笔接M端；(3)电流I2 mA时，有

7、I，解得Rx1 000 .四、多用电表的结构和原理如图5所示，分别把电流表、欧姆表、电压表的电路示意图组合在一起，就是最简单的多用电表的电路.图51.电流表：当选择开关拨至触点1或2，表头与电阻并联，所以1、2为电流挡，由于并联阻值的大小不同，量程也不同.2.电压表：当选择开关拨至触点5或6时，表头与电阻串联，所以5、6为电压挡，由于串联的阻值大小不同，量程也不同3.欧姆表：内部有电源，将对应Rx的电流刻度值改为电阻值即为欧姆表.4.电流进出电表的流向(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

8、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.电流仍然是“红进、黑出”.例4(双选)如图6所示是简化的多用电表的电路图.转换开关S与不同接点连接，就组成不同的电表，已知R3R4，下面是几位同学对这一问题的议论，请你判断下列说法正确的是()图6A.S与1或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或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或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答案AD解析S与1连接时，电阻R1起分流作用，S与2连接时，电阻R1R2起分流作用，所以S与1或2连接时，多用电表

9、就成了电流表，由于前者分流电阻较小，所以前者量程较大；S与3或4连接时，表头与分压电阻串联，多用电表就成了电压表，由于R3R4，所以前者量程较小；S与5连接时，多用电表就成了欧姆表，R6为欧姆挡调零电阻.综上所述，正确答案为A、D.电表的改装1.一量程为100 A的电流表，内阻为100 ，表盘刻度均匀，现串联一个9 900 的电阻将它改装成电压表，则该电压表的量程为_ V.用它来测量电压时，表盘指针位置如图7所示，此时电压表的读数大小为_ V.图7答案10.80解析欧姆表的原理2.如图8所示是把量程为3 mA的电流表改装成欧姆表的结构示意图，其中电池电动势E1.5 V，改装后，原来电流表3 m

10、A刻度处的刻度值定为零位置，则2 mA刻度处应标为_，1 mA刻度处应标为_.图8答案250 1 000 解析因为R内500 ，I1即2 mA，所以Rx1250 .因为I2，1 mA，所以Rx21 000 .多用电表的结构和原理3.如图9所示，用多用电表测量直流电压U和电阻R，若红表笔插入多用电表的正()插孔，则()图9A.前者电流从红表笔流入多用电表，后者电流从红表笔流出多用电表B.前者电流从红表笔流入多用电表，后者电流从红表笔流入多用电表C.前者电流从红表笔流出多用电表，后者电流从红表笔流出多用电表D.前者电流从红表笔流出多用电表，后者电流从红表笔流入多用电表答案B解析题图中所示是多用电表

11、的示意图，无论是测电压U还是测电阻R，电流都是从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出多用电表，选项B正确.(时间：60分钟)题组一电表的改装1.有一电流表G，内阻Rg10 ，满偏电流Ig3 mA，要把它改装成量程为03 V的电压表，正确的方法是()A.应串联一个0.3 的电阻B.应并联一个0.3 的电阻C.应串联一个990 的电阻D.应并联一个990 的电阻答案C解析由题意知电流表G的满偏电压UgIgRg0.03 V；改装成量程为03 V的电压表，当达到满偏时，分压电阻R的分压URUUg2.97 V，所以串联的电阻R 990 .2.(双选)把表头G改装成大量程电流表时，下列说法正确的是()A.改装

12、原理为并联电阻能增大通过G的电流B.改装成电流表后，表头G本身允许通过的最大电流并不改变C.改装后，表头G自身的电阻减小了D.改装后使用时，表头G本身的参量都不改变，整个并联电路允许通过的电流增大了答案BD解析把表头G改装成大量程的电流表时，只是并联了一个分流电阻，使整体并联电路允许通过的最大电流增大，但表头的各特征量都不变，故B、D对，A、C错.3.(双选)如图1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组成的，下列说法正确的是()图1A.甲表是安培表，R增大时量程增大B.甲表是安培表，R增大时量程减小C.乙表是伏特表，R增大时量程增大D.乙表是伏特表，R增大时量程减小答案BC

13、解析由一个灵敏电流表G和一个变阻器R并联，利用并联电阻的分流，改装成电流表.电流表的量程IIg，可知当R减小时量程I增大，故A错误，B正确.由一个灵敏电流表G和一个变阻器R串联，利用串联电阻的分压，改装成电压表.电压表的量程UIg(RgR)，可知R增大时量程增大，故C正确，D错误.故选B、C.4.(双选)如图2所示电路，将两个相同的电流计分别改装成电流表A1(03 A)和电流表A2(00.6 A)，把这两个电流表并联接入电路中测量电流.则下列说法中正确的是()图2A.A1的指针半偏时，A2的指针也半偏B.A1的指针还没有满偏，A2的指针已经满偏C.A1的读数为1 A时，A2的读数为0.6 AD

14、.A1的读数为1 A时，干路中的电流为1.2 A答案AD解析电流表是由电流计并联一个电阻改装而成，两电流表并联，所以两表头也并联，流过两表头的电流相等，A1的指针半偏时，A2的指针也半偏，A正确，B错误；两电流表的内阻之比为15，则电流之比为51.A1的读数为1 A时，A2的读数为0.2 A，干路中的电流为1.2 A，C错误，D正确；故选A、D.5.一个电流表由小量程的电流表G与电阻R并联而成.若在使用中发现此电流表读数比准确值稍小些，下列采取的措施正确的是()A.在R上串联一个比R小得多的电阻B.在R上串联一个比R大得多的电阻C.在R上并联一个比R小得多的电阻D.在R上并联一个比R大得多的电

15、阻答案A解析电流表读数比准确值稍小些，是由于并联的电阻R阻值偏小，而使流经小量程的电流表的电流偏小造成的，所以应该给电阻R串联一个阻值比R小得多得电阻，从而使通过G的电流变大.6.如图3所示为一双量程电压表的示意图.已知电流表G的量程为0100 A，内阻为600 ，则图中串联的分压电阻R1_，R2_.图3答案4.941041.0105解析7.(双选)下列说法中正确的是()A.欧姆表的每一挡测量范围都是0到B.欧姆表只能用来粗略地测量电阻C.用欧姆表测电阻，指针越接近刻度中央误差越大D.用欧姆表测电阻，指针越靠近刻度右边误差越小答案AB解析由于欧姆表刻度不均匀，只能对电阻粗略地进行测量.8.用欧

16、姆表测一个电阻R的阻值，选择旋钮置于“10”挡，测量时指针指在100与200刻度弧线的正中间，可以确定()A.R150 B.R1 500 C.1 000 R1 500 D.1 500 R2 000 答案C解析表盘右疏左密，所以指针指在100与200刻度弧线的正中间，可以确定1 000 R1 500 ，故选C.9.如图4是一个将电流表改装成欧姆表的示意图，此欧姆表已经调零，用此欧姆表测一阻值为R的电阻时，指针偏转至满刻度处.现用该表测一未知电阻，指针偏转到满刻度的处，则该电阻的阻值为()图4A.4R B.5R C.10R D.16R答案D解析当进行电阻调零时，根据闭合电路的欧姆定律，此时欧姆表满

17、偏，即Ig，当测量电阻值为R的电阻时，有，设待测电阻阻值为R，则有，联立各式解得R16R.故D对.10.如图5所示为一简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流Ig300 A，内阻Rg100 ，可变电阻R的最大阻值为10 k，电池的电动势E1.5 V，内阻r0.5 ，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是_色.按正确使用方法测量电阻Rx的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则Rx_ k，若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小、内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述Rx，其测量结果与原结果相比将_(填“变大”、“变小”或“不变”).图5答案红5变大解析由I及Ig，且指针指中央，IIg150 A

18、，联立解得Rx5 k；因欧姆表的内阻变大，同样的电阻值，电流变小，读数变大.11.(双选)关于多用电表，下列说法正确的是()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、电流挡和欧姆挡都是靠外部提供电流的D.用多用电表测电压、测电流和测电阻时，电流都是从红表笔流入的答案AD解析多用电表内只有一个表头，所以A选项正确；对于多用电表，无论是测电压还是测电流，外表笔的电势都高于黑表笔的电势，电流都是从红表笔流进，从黑表笔流出.电压挡电流挡的电流都是外电路提供的，但是欧姆挡和其它挡不同，它是靠内部电源提供的.12.多用电表调到欧姆挡时，其内部等效电路是()答案C解析多用电表调到欧姆挡时，其内部应有电池、滑动变阻器、电流表表头，并且黑表笔应与电池的正极相连，红表笔应与电池的负极相连，根据表头的左正右负，可知左端是红表笔，右端是黑表笔.故C正确.