高中物理新课标版人教版选修3-1优秀教案：多用电表的原理

教学设计(二)整体设计教学目标(一)知识与技能理解并掌握欧姆表和多用电表的制作原理。

(二)过程与方法动手操作，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。

(三)情感、态度与价值观培养学生探索、发现，勇于创新的精神。

教学重点难点重点：欧姆表和多用电表的制作原理。

难点：理解欧姆表和多用电表的制作原理。

教学方法探究、讲授、讨论、练习教学媒体投影仪、多用电表(指针式、数字式)、小灯泡、电池、电键、导线(若干)、二极管。

教学过程导入新课教师：我们已经学习过把电流表改装成电压表和量程较大的电流表的原理，下面请同学们画出改装的原理图。

学生：在练习本上画出改装的原理图。

学生代表到黑板上画。

师生互动：对学生画的改装原理图进行点评。

教师：能否将电流表改装成测量电阻的欧姆表呢？下面我们就来探究这方面的问题。

推进新课1．欧姆表教师活动：(投影)教材例题1【例题1】在如图所示的电路中，电源的电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.5 Ω，电流表满偏电流Ig＝10 mA，电流表电阻7.5 Ω，A、B为接线柱。

欧姆表的原理(1)用一条导线把A、B直接连起来，此时，应把可变电阻R1调节为多少才能使电流表恰好达到满偏电流？(2)调至满偏后保持R1的值不变，在A、B间接入一个150 Ω的定值电阻R2，电流表指针指着多少刻度的位置？(3)如果把任意电阻R接在A、B之间，电流表读数I与R的值有什么关系？教师引导学生分析、求解，对求解结果进行总结、点评。

解：(1)因电流表电阻Rg的值不能忽略，此时可以把电流表视为一个电阻来计算。

由闭合电路欧姆定律，有I g ＝E R g ＋r ＋R 1从中解出可变电阻R 1的值R 1＝E I g－R g －r ＝(1.50.01－7.5－0.5) Ω ＝142 Ω这表示，当两个接线柱直接连到一起，且表头指针恰好满偏时，可变电阻R 1的值为142 Ω。

(2)保持可变电阻R 1的值不变，把R 2＝150 Ω接在A 、B 之间，设这时电流表读数为I 2，由闭合电路欧姆定律I 2＝E R g ＋r ＋R 1＋R 2＝ 1.57.5＋0.5＋142＋150 A ＝0.005 A＝5 mA这表示，接入R 2后，电表指在“5 mA ”刻度的位置。

(3)把任意电阻R 接到A 、B 之间、设电流表读数为I ，则I ＝E R g ＋r ＋R 1＋R代入数值后，得I ＝1.5 V 150 Ω＋R 解出R ＝1.5 V I－150 Ω 教师：通过以上计算同学们有何启发？如何将电流表转换成直接测量电阻的仪表？谈谈你的设想。

学生讨论，代表发言：将电流表的“10 mA”刻度线标为“0 Ω”，“5 mA”刻度线标为“150Ω”，其他电流刻度按R ＝1.5I－150(Ω)的规律转为电阻的标度，这样，电流表就改装成了直接测电阻的仪器。

教师(总结)：(投影)教材图(如图所示)。

这就是一个最简单的欧姆表的电路原理图。

实际的欧姆表就是在这个原理的基础上制成的。

欧姆表电路2．多用电表教师：将电压表、电流表、欧姆表组合在一起就成了多用电表。

(投影)教材图1和2(如图所示)。

图1电流表、欧姆表和电压表的示意图图2请完成最简单的多用电表的电路图图1分别表示电流表、欧姆表、电压表的电路示意图。

把它们组合在一起，在图2的基础上画出最简单的多用电表的电路，并说明转换测量功能。

学生讨论，画电路图。

教师：(投影)教材图(如图所示)。

多量程多用电表示意图说出哪些位置是电流挡、哪些位置是电压挡、哪些位置是欧姆挡、哪些位置的量程比较大？学生讨论、代表发言。

师生互动、点评。

教师：(投影)教材图1和2(如图所示)。

向学生介绍指针式多用电表和数字式多用电表的外形和各部分结构。

图1指针式多用电表图2数字式多用电表[实验]练习使用多用电表准备(1)观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程；(2)检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。

若不指零，则可用小螺丝刀调整机械调零旋钮使指针指零；(3)将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔；测电压(4)将选择开关置于直流电压2.5 V挡，测1.5 V干电池两端的电压；(5)将选择开关置于交流电压250 V挡，测220 V的交流电压；测电流(6)将选择开关置于直流电流10 mA挡，测量1.5 V干电池与200 Ω电阻串联回路的电流；测电阻(7)将选择开关置于欧姆表的“×1”挡，短接红、黑表笔，转动调整欧姆零点的旋钮，使指针指向欧姆表刻度的零位置。

(8)将两表笔分别接触几欧、几十欧的定值电阻两端，读出欧姆表指示的电阻数值，并与标准值比较，然后断开表笔。

(9)将选择开关置于欧姆挡的“100”挡，重新调整欧姆零点，然后测定几百欧、几千欧的电阻，并将测定值与标准值进行比较。

测二极管的正、反向电阻(10)首先弄清两个问题：①二极管的单向导电性。

如图：电流从正极流入电阻较小，从正极流出时电阻较大。

晶体二极管和它的符号②欧姆表中电流的方向。

从黑表笔流出，经过待测电阻，从红表笔流入。

(11)测正向电阻：将选择开关置于欧姆表的“×10”挡，短接红、黑表笔，转动调整欧姆零点的旋钮，使指针指向欧姆表刻度的零位置。

黑表笔接二极管正极、红表笔接二极管负极(如图甲)，读出欧姆表指示的电阻数值，乘以倍率，记下正向阻值。

甲测二极管正向电阻乙测二极管反向电阻(12)测反向电阻：将选择开关置于欧姆表的“×1 K”挡，短接红、黑表笔，转动调整欧姆零点的旋钮，使指针指向欧姆表刻度的零位置。

黑表笔接二极管负极、红表笔接二极管正极(如图乙)，读出欧姆表指示的电阻数值，乘以倍率，记下反向阻值。

(13)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。

【注意事项】(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。

思考与讨论：(投影)教材图。

两位同学在多用电表用完后，把选择开关放在图示的位置，你认为谁的习惯比较好？谁的习惯比较好？(三)课堂总结、点评教师活动：让学生概括总结本节的内容。

请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来，比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

(四)实例探究欧姆表的使用【例1】某人用多用电表按正确步骤测量一电阻的阻值，当选择欧姆挡“×1”挡测量时，指针指示位置如下图所示，则其电阻值是________。

如果要用这只多用电表测量一个约200欧的电阻，为了使测量比较精确，选择开关应选的欧姆挡是________。

改变挡位调整倍率后，要特别注意重新____________。

答案：12 Ω“×10挡”调整欧姆零点【例2】调整欧姆零点后，用“×10”挡测量一个电阻的阻值，发现表针偏转角度极小，那么正确的判断和做法是()A．这个电阻值很小B．这个电阻值很大C．为了把电阻值测得更准确些，应换用“×1”挡，重新调整欧姆零点后测量D．为了把电阻值测得更准确些，应换用“×100”挡，重新调整欧姆零点后测量答案：BD欧姆表的测量原理【例3】如图所示为多用电表欧姆挡的原理示意图。

其中，电流表的满偏电流为300 μA，内阻r g＝100 Ω，调零电阻最大值R＝50 kΩ，串联的定值电阻R0＝50 Ω，电池电动势E＝1.5 V。

用它测量电阻R x，能准确测量的阻值范围是()A．30～80 kΩB．3～8 kΩC．300～800 ΩD．30～80 Ω解析：用欧姆挡测量电阻时，指针指在表盘中央附近时测量结果比较准确。

当电流最大时，由I g＝ER内，(其中R内为欧姆表的内阻)得R内＝EI g＝ 1.5300×10－6Ω＝5 000 Ω用它测量电阻R x时，当指针指在表盘中央时12I g＝ER内＋R x得R x＝2EI g－R内＝5 000 Ω故能准确测量的阻值范围是5 kΩ附近。

选项B正确。

用多用电表测电流【例4】用多用电表测量如图所示的电路中通过灯泡的电流时，首先把选择开关拨到________挡，然后把多用电表______联在电路中，则电流应从________表笔流入，从________表笔流出。

答案：直流电流串红黑备课资料数字万用表，一种多用途电子测量仪器，一般包含安培计、电压表、欧姆计等功能，有时也称为万用计、多用计、多用电表或三用电表。

数字万用表—概要数字万用表有用于基本故障诊断的便携式装置，也有放置在工作台的装置，有的分辨率可以达到七、八位数；这样的设备，在实验室很常见，一般被用作电压或电阻的基准，或用来调校多功能标准器的性能。

数字万用表—基本功能电流、电压和电阻的测量，一般被视为万用计的基本功能。

早期万用表制造厂商A VO 的品牌，就是该设备能够测量的这三种度量单位的名称的缩写：安培(Ampere)、伏特(Volt)、欧姆(Ohm)。

现在的新设备，可以测量更多的度量；一些常见的附加功能，及其测量的度量单位包括：电感(亨利)电容(法拉)电导(西门子)温度(摄氏度)频率(赫兹)占空比(百分率)数字万用表—历史数字万用表是经过历史慢慢发展来的。

早期的万用表，使用磁石偏转指针的表盘，与经典的电流计相同；现代则采用LCD或VFD(真空荧光显示器，Vacuum fluorescent display)提供的数字显示。

模拟万用表在二手市场上不难找到，但它不太精确，这是因为调零和从仪表面板上准确的读数都容易产生偏差。

有的模拟万用表，使用真空管来放大输入的信号，这种设计的万用表也被称为真空管伏特计(VTVM，Vacuum Tube V olt Meters)或真空管万用表(VTMM，Vacuum Tube Multimeters)。

现代万用表已全部数字化，并被专称为数字万用表(DMM，Digital MultiMeter)。

在这种设备中，被测量信号被转换成数字电压并被数字的前置放大器放大，然后由数字显示屏直接显示该值；这样就避免了在读数时视差带来的偏差。