新人教版高中物理选修3-1：多用电表的原理

拓展一 对欧姆表的进一步理解 如图所示是多用电表的表盘．
(1)为何欧姆表的零刻度在表盘的右端？ (2)欧姆表的刻度为何是不均匀的？ (3)刻度盘的中间刻度值有什么重要意义？
提示：(1)当红、黑表笔短接时，调节可变电阻，使 电流表指针满偏，所以在电流表满刻度处标电阻“0”．
(2)由闭合电路欧姆定律得I＝
小试身手 2．(多选)关于多用电表，下列叙述正确的是( ) 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，红表笔接触点的电势都高于黑表头接触点的电势 C．多用电表的电压挡、电流挡、欧姆挡都是靠外 部提供电流的 D．直流电流刻度线和直流电压刻度线都是均匀 的，可以共用同一刻度线 答案：AD
第二章 恒定电流
8 多用电表的原理
学习目标
1.知道欧姆表测量电阻的原 理，进一步提高应用闭合电 路欧姆定律分析问题的能 力． 2.了解欧姆表的内部结构和 刻度特点． 3.了解多用电表的基本结构， 知道多用电表的测量功能.
重点难点
重点
多用电表的 构造．
理解欧姆表 难点 的构造和原
理.
知识点一 欧姆表 提炼知识 1．欧姆表内部构造：表头、电源和可变电阻三部分 组成． 2．欧姆表原理：依据闭合电路的欧姆定律制成，由 电流表改装而成．
3.欧姆表测量原理．如图所示，当红黑表
笔间接入被测电阻Rx时，通过表头的电流I＝
E r＋Rg＋R＋Rx
．改变Rx，电流I随着改变，每
Hale Waihona Puke 个Rx值都对应一个电流值，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被测电阻的阻值．
4．欧姆表内阻：将红、黑表笔短接，调节滑动变阻
器使电流表达到满偏电流Ig，根据闭合电路的欧姆定律，
E r＋Rg＋R＋Rx
，I与Rx
不成正比，所以欧姆表的刻度不均匀．
(3)欧姆表满偏调零时，Ig＝
E r＋Rg＋R
，测量指针指
在中值时I2g＝r＋Rg＋ER＋Rx中得Rx中＝r＋Rg＋R＝r内．
刻度
标注方法
标注位置
红、黑表笔相接，调节调零电阻 0
使指针满偏，被测电阻Rx＝0
红、黑表笔不接触，表头指针不 ∞
小试身手 1.如图所示是一个欧姆表的外部构造示意 图，其正、负插孔内分别插有红、黑表笔，则虚 线内的电路图应是( )
答案：A
知识点二 多用电表 提炼知识 1．电流表的改装原理：由同一表头并联(选填“串 联”或“并联”)不同电阻改装而成的量程不同的电流表． 2．电压表的改装原理：由同一表头串联(选填“串 联”或“并联”)不同电阻改装而成的量程不同的电压表． 3．欧姆表的改装原理：将对应Rx的电流刻度值改为 电阻值即为欧姆表．
5．多用电表外形构造． 如图所示，表的上半部分为表盘，下半部分是选择 开关，开关周围标有测量功能区域及量程．使用前应该 调整“指针定位螺丝”，使其指针指到零刻度．不使用 的时候应该把选择开关旋转到OFF位置．
判断正误 (1)多用电表所有刻度线都是均匀的．( ) (2)用多用表无论是测电压或是测电流时电流总是从 红表笔流入，从黑表笔流出．( ) (3)多用电表使用完后必须拔出表针且将开关拨到交 流最高挡或OFF挡．( ) 答案：(1)× (2)√ (3)√
可知，I与Rx不成简单的反比关系，
所以欧姆表的刻度不均匀，且越靠近“∞”处刻度越紧
密．
【典例1】 如图所示为欧姆表的原 理示意图．其中，电流表的满偏电流为 300 μA，内阻Rg＝100 Ω，调零电阻最大 值R＝50 kΩ，串联的定值电阻R0＝50 Ω，电源电动势E＝1.5 V．当电流是满偏电流的二分之 一时，用它测得的电阻Rx是多少？
1.把一量程6 mA、内阻100 Ω的电流表改装 成欧姆表，线路如图所示，现备有如下器材：A. 电源E＝3 V(内阻不计)；B.滑动变阻器0～100 Ω；C.滑动变阻器0～500 Ω；D.红表笔；E.黑表笔．
(1)滑动变阻器选用________． (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 ________．
Ig＝r＋REg＋R，故欧姆表内电阻R内＝IEg＝r＋Rg＋R.
说明：(1)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
“∞”；当红、黑表笔短接时，调节欧姆表的调零电阻，
使电流表指针满偏，所以在电流满偏处标电阻“0”．
(2)I与Rx不成比例，欧姆表的刻度不均匀(选填“均匀”
解析：用欧姆挡测量电阻时，对电路应用闭合电路 欧姆定律，当电流表满偏时有
Ig＝RE内，其中R内为欧姆表的内阻． 所以有R内＝IEg＝300×1.510－6 Ω＝5 000 Ω. 用它测量电阻Rx时，当指针指在表盘中央时有 12Ig＝R内＋E Rx得：Rx＝2IEg －R内＝5 000 Ω. 故测得的电阻Rx是5 000 Ω. 题后反思 1．红黑表笔短接时对应的是满偏电流． 2．半偏时被测电阻与欧姆表内阻相等．
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，即“红进、黑出”； (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”．
或“不均匀”)．欧姆表偏角越大，表明被测电阻越小．
(3)中值电阻：当外加电阻Rx＝Rg＋r＋R0时，电流
为I＝
E Rx＋R0＋Rg＋r
＝
1 2
Ig，此时电流表指针指在刻度盘
的中央，该电阻叫中值电阻．
判断正误 (1)欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的．( ) (2)用欧姆表测电阻时，电流从红接线柱流进，从黑 接线柱流出．( ) (3)欧姆表的指针张角越大，被测电阻越大．( ) 答案：(1)√ (2)√ (3)×
偏转，被测电阻Rx＝∞
中值 电阻 Rx＝r＋R＋Rg
满偏电流Ig处 电流为0处 刻度盘正中央
红、黑表笔接Rx，Ix＝ Rx r＋R＋ERg＋Rx，Rx与Ix一一对应
与Rx对应的电 流Ix处
特别说明 (1)欧姆表的“0”刻度线在刻度盘的最右 端，刻度盘的最左端为“∞”刻度线．
(2)由I＝
E R内＋Rx