2021_2022年新教材高中物理第4章闭合电路欧姆定律与科学用电3科学测量：用多用电表测量电学量课件鲁科版必修第三册.pdf

第3节 科学测量：用多用电表 测量电学量-新课程标准-X1.观察并能识别常见的电路兀器件。2.了解它们在电路中的作用。3.会使用多用电表测量电学中的物 理量。_/r-素养风向标-1.通过对多用电表电路图的等效分析，了解多用电表的原理;知道多用电表的使 用规则及使用的注意事项;学会应用多用电表测量电压、电流和电阻。（物理观念）2.通过对欧姆表原理的分析，提高学生综合应用知识解决问题的能力。（科学思维）3.探究欧姆表的刻度不均匀的原因。（科学探究）4.运用多用电表进行一定的探究活动,在活动中培养学生仔细观察、真实记录实验数据等良好的实验习惯和实事求是的品质。（科学态度与责任）【实验目的】1.了解多用电表的构造和原理。2.使用多用电表测电压、电流和电阻。【实验器材】多用电表一只,干电池两节，小灯泡,一个，定值电阻三个，导线若干。电阻箱一个，开关一个，滑动变阻器【实验原理】一、认识多用电表1.多用电表的构造及功能：(1)构造：多用电表可以用来测电流、结构如图所示。电压和电阻，又称万用电表，其表面红黑 w(2)表面介绍：表面分为上、下两部分，上半部分为表盘,共有三条刻度 线，最上面的刻度线为电阻示数,中间的刻度线为直流电压、直流电流和交 流电压示数，最下面一条刻度线为量程为2.5 V的交流电压示数；多用电表 表面的下半部分为选择开关,周围标有测量功能的区域和量程。将多用电表 的选择开关旋转到直流电流挡(mA)、直流电压挡(1)、交流电压挡()和欧姆 挡(Q)就可以测量直流电流、电压或电阻。多用电表表面还有一对正、负插孔。组表笔插“+”插孔，一黑表笔插”插孔，插孔上面的旋钮是欧姆调零旋钮,用它可进行欧姆调零。在表盘和 选择开关之间还有一个机械调零旋钮,用它可以进行机械调零，即旋转该调 零螺丝，可使指针（在不接入电路中时）指在左端“0”刻线。2.功能：多用电表是电流表、电压表和欧姆表的组合，测电流和电压的原理与 电流表和电压表相同。(1)直流电流挡：直流电流挡的几个挡位实际是由同一表头注联不同电阻改装 而成的几个量程不同的电流表。(2)直流电压挡：直流电压挡的几个挡位实际是由同一表头里联不同电阻改装 而成的几个量程不同的电压表。3.测电阻的原理：如图所示，欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成 的测量电阻的仪表，可直接读出电阻值,调零时Eig=_EI+Z_测量时1二ERg+R+r+风得R=f(q+r+0 X-只要将对应Rx值的电流刻度改为阻值Rx的标度即为欧姆表。、多用电表的读数5000Q/V 2500Q/V 1.多用电表电压挡读数：在测量电压时，若选择开关对应的量程为直流2.5 V,指针位置如图所示。看第二 排刻度线，由此量程可确定刻度每大格值为5 V,每小格值为6 05 V,即测量 精度为。-05 V。由指针位置可读得电压准确值为1.55 V,估读值为小格值的1 即0.03 V,所以电压测量值为1.58 V。2.多用电表电流挡读数：若选择开关对应的量程为100 mA,指针位置如图所示，看第二排刻度线，由此量 程可确定刻度每大格值为型 mA,每小格值为2 mA,即测量精度为2 mA。由指 针位置可读得电流准确值为62 mA,估读值为小格值的一，所以电流测量值为I I6 3.2 mA。3.多用电表欧姆挡读数：在测量电阻时，若选择倍率“X 10”，指针位置如图所示，看第一排刻度线 由刻度510有a小格，可确定每小格值为1。由指针位置可读得刻度值为2,倍率为“义10”，电阻测量值为90Qo三、用多用电表测量电学量1.用多用电表测量电路元件的电压值：按如图所示电路图将实验器材连接起来，给小灯泡供电。(2)观察多用电表指针是否在零刻度。若不在零刻度，则用螺丝刀转动调零 旋钮，使指针停于上端零刻度。(3)将选择开关旋至直流电压挡,使其量程大于小灯泡两端电压的估计值。(4)两表笔分别接触灯泡两端的接线柱，读出小灯泡两端的电压。2.用多用电表测量电路元件的电流值：(1)先连接电路，让灯泡发光，然后断开电路开关，并断开灯泡其中一个接线 柱的连接。检查电表指针是否仍停于主端零刻度。(2)将多用电表的诜择开关旋至直流电流挡,量程应达至通过灯泡电流的估计 值。(3)把多用电表串联在断开的电路中。闭合开关，读出通过小灯泡的电流大小。3.用多用电表测量电阻的阻值：(1)检查电表指针是否仍在生侧零刻度。(2)估测待测电阻的阻值，将多用电表的选择开关旋至合适倍率的欧姆挡。(3)将黑、红表笔短接，调节欧姆调零旋钮,使指针指在右端电阻零刻度处。(4)将表笔搭在待测电阻两端，读取被测电阻的阻值。(5)实验完成之后，将表笔从插孔拔出，并将选择开关旋到“OFF”位置或 交流电压最高挡，长期不用时，应取出电池。【实验过程】一、多用电表的原理及内部构造1.欧姆表的工作原理：8 0欧姆表内部构造：如图所示，G是内阻为t、满偏电流为I，的电流表，R是可变 o O电阻，也叫调零电阻，电池的电动势是E、内阻为r。(1)当红、黑表笔相接触时，如图甲所示，相当于被测电阻为零，调节R的值,使电流表的指针达到满偏I小7所以电流表的满刻度处被定为电阻 挡的零点。图甲(2)当红、黑表笔不接触时，如图乙所示，相当于被测电阻无穷大，此时电流 表的指针指零，所以电流表零的位置是电阻挡刻度的“8”位置。(3)当电路的电流等于电流表的指针指到刻度盘的中央时，所对应的R、值 叫中值电阻，R中=Rg+r+R。中值电阻就是电流表的指针指到刻度盘的中央时所 对应的IV1。(4)当电路的电流等于一时，电流表的指针指到刻度盘的,此时红、黑表I I笔间接入某一电阻Rx=3R中，即电流表偏转四分之一时，表盘对应的电阻为3R中。如图丙所示，通过电流表的电流为I二，一个Rx对应一个电流值,R+R+r+Rx我们可以在刻度盘上直接标出与I值对应的Rx值，就可以从刻度盘上直接读出Rx的值。2.欧姆表表盘的刻度特点：(1)欧姆表的刻度是不均匀的，最右端是0 Q(表针指满偏电流)；最左端是8(表针指电流0 A处)。E由d e可以知道,不同的Rx对应不同的电流I，但是，由于R+Rg+r+ARx与I不是线底关系，所以电阻挡的刻度是不均匀的。(3)角度说明：欧姆表测量电阻时，选择中值附近读数才比较准确。通常被测电阻的阻值在R中3R中范围内比较准确。3.多用电表的内部构造：(1)多用电表内部电路图。如图是简化的多用电表电路图。它由表头G、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开关S等部分组 成。其中1、2为电流测量端，3、4为电压测量 端，5为电阻测量端。测量时，黑表笔插入“-”插孔，红表笔插入“+”插孔，并通过转换开关 接入与待测量相应的测量端。使用时，电路只 有一部分起作用。(2)多用电表测直流电流和电压的原理。测直流电流和直流电压的原理，就是分流和分压原理，其中转换开关接1或2时 测直流电流，其中接1时量程较大；接3或4时测直流电压；转换开关接5时，测 电阻。二、多用电表的使用方法1.多用电表使用的一般规则和说明：(I)测量前，先检查表针是否停在左端的“0”位置，如果没有停在“0”位置，应用小螺丝刀轻轻地转动表盘下面中间的调整定位螺丝，使指针指零，通常称 为机械调零。然后将红表笔和黑表笔分别插入正(+)、负(-)插孔。(2)测量时，应把选择开关旋到相应的测量项目和量程上，读数时，要用与选 择开关的挡位相应的刻度数。选挡：把选择开关旋到欧姆挡上，并根据估测电阻的大小，选择好选择开关 的量程。选择欧姆挡量程时，应尽可能使测量时指针指在中央刻度的位置附近。调零：把两根表笔接触，调整欧姆挡的调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零 位上。（注意：电阻挡的零位在刻度的右端）测量（读数）：把两支表笔分别与待测电阻的两端相接，进行测量，表针示数 乘以量程倍率数，即为待测电阻的阻值。另外，在测量电阻时，待测电阻要与 电源和别的电器元件断开且不要用手同时接触表笔的金属杆。（3）测量后，实验完毕，应将两表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。2.关于欧姆挡的选挡：(1)从理论上讲，欧姆表可直接测量从零至无限大之间任何阻值的电阻，但由 于面板刻度不均匀，使得在零值附近和无限大值附近很难准确地读出被测电阻 的数值(测量误差很大)。一般来说，欧姆表刻度标尺长度的10%90%之间为有 效工作刻度。另外当R、=R内，即在中值附近时，指针偏角p与R、的关系比较接近 线性，刻度较均匀，因此，在具体测量时，最好使指针位于中央附近，这就是 选挡的依据。(2)在使用欧姆表前，首先应估测待测电阻的大小，选择合适的挡位(通常按大 量程挡向小量程挡次序选择)。如果选择的挡次不合适，则应重新选挡即换挡,若指针偏角较小，则应选择倍率高一挡的挡次，反之则选低一挡的挡次。每次 换挡须重新欧姆调零后方可进行测量。3.使用多用电表时应注意的事项：(1)多用电表在使用前，一定要观察指针是否指向电流的零刻度。若有偏差，应调 整机械零点。(2)合理选择电流、电压挡的量程，使指针尽可能指在表盘中央附近。(3)测电阻时，待测电阻要与别的元件断开，切不要用手接触表笔。(4)合理选择欧姆挡的量程，使指针尽可能指在表盘中央附近。(5)换用欧姆挡的量程时，一定要重新调整欧姆零点。(6)要用欧姆挡读数时，注意乘以选择开关所指的倍数。(7)实验完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高 挡。长期不用，应将多用电表中的电池取出。【实验探究】1.多用电表的选择开关对应的数字含义相同吗？（科学探究）提示：不相同。当选择开关指向电压挡或电流挡时，其对应的数字代表量程，当选择开关指向电阻挡时，其对应的数字代表倍率。2.当用多用电表测电阻时，发现指针偏角太大，那么我们是更换大倍率还是小 倍率？（科学思维）提示：指针偏角太大说明电阻示数太小，应换小倍率。3.使用多用电表时应注意哪些问题？(科学态度与责任)提示：使用多用电表“十二忌”(1)忌不调零就使用多用电表。忌接错连接方式，测电压需并联，测电流需串联。(3)忌接反直流电流方向，直流电流要从正极表笔插孔流入，从负极表笔插孔 流出。(4)忌用手接触表笔的金属杆，特别是在测电阻时，更应注意不要用手接触表 笔的金属杆。忌用直流挡位测交变电流。您好，谢谢观看!(6)忌用多用电表测不是50 Hz的交变电流。普通多用电表的交变电流挡位是按照50 Hz设计的，不能准确测量其他频率的交变电流。(7)忌不进行欧姆调零就用多用电表测电阻值。(8)忌改换欧姆挡挡位后不重新调零。(9)忌寸巴电池装反。(10)忌把电阻同其他电路连在一起进行测量。(11)忌把电池装在多用电表内长期不用。(12)忌在多用电表不用时将选择开关置于欧姆挡。