关键词: 电表
《多用电表的原理 》教案(精选6篇)
篇1:《多用电表的原理 》教案
《多用电表的原理》教学设计
单位:天津市宝坻区第一中学
作者:张志红
一、学情分析
1、基础知识分析:学生已经掌握闭合电路欧姆定律,并已熟练掌握电路串并联的规律,会运用该定律求解相关问题;已经掌握电流表改装成大量程电流表和电压表的原理和刻度方法。
2、学习能力分析:学生的观察、分析能力不断提高,具备初步的独立发现事物内在联系和一般规律的能力;具有初步的概括归纳总结能力、逻辑推理能力、综合分析能力。
本节课的教学中,学生可能遇到的问题是欧姆表的原理,产生这一问题的原因可能是学生不能灵活应用欧姆定律。要解决这一问题,就要引导学生找出电阻与电流的一一对应关系,其中关键是从测电流如何过渡到测电阻。
二、学习内容分析
《多用电表的原理》是人教版高中物理选修3-1第二章第八节的内容,它是学习了电流表、电压表改装之后,研究欧姆表的改装问题,又是闭合电路欧姆定律的深化和实际应用,学生通过本节课的学习,既能巩固电学问题的分析思路,加深对闭合电路欧姆定律的理解,又能激发学生的学习兴趣,培养学生合作、探究、交流能力,具有很重要的实际意义。本节教学为一课时,教学重点是探究电流表改装成欧姆表以及多用电表的原理。
三、教学目标
1.知识与技能
①能利用闭合电路欧姆定律的方法测量电阻的阻值;②明确欧姆表的工作原理、内部结构和刻度特点;③理解单量程多用电表的制作原理,知道简单的双量程多用电表。2.过程与方法
①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;②通过探究、合作,培养学生的创造性思维,提高思辨、表达、交流能力。3.情感态度与价值观
①培养学生热爱科学,探究物理的兴趣;②培养学生合作探究、善于发现、勇于创新的精神。
四、重难点分析 重点:
1、能利用闭合电路欧姆定律测量电阻的阻值;
2、掌握欧姆表的原理,知道单量程多用电表的原理。
难点:
理解欧姆表和单量程多用电表的制作原理。
五、信息技术与资源
PPT课件、电源、导线、电流表、滑动变阻器、电阻箱、被测电阻、指针式多用电表
六、教学流程图
七、教学过程
导入新课
复习回顾已经学习的如何把电流表改装成大量程电流表和电压表?画出原理图。
(学生回答:给电流表串联一个分压电阻)(学生回答:给电流表并联一个分流电阻)
引导学生思考能否把电流表也改装成一个直接能够测量电阻的欧姆表。
设计意图:让学生回忆以前学过的有关知识,引出本节课要解决的问题。新课教学
(一)欧姆表原理
1、伏安法测电阻
教师:我们已经学过“伏安法测电阻”,在这个方法中我们需要电流表和电压表两块电表进行测量,大家猜想,如果去掉电压表,还能测出Rx吗?
学生:不能,因为滑动变阻器未知,不能使用闭合电路欧姆定律进行计算。
设计意图:引导学生思考是否能用电流表测量电阻,让学生回忆学过的闭合电路欧姆定律。
2、等效替代法测电阻 教师:如果在原有器材不变的情况下再提供一个电阻箱,能否测出Rx? 学生:思考,讨论。
教师:利用曹冲称象的典故引出等效替代的方法,并让学生理解什么叫等效。设计意图:让学生理解等效替代的方法,并让学生体会类比的学习方法。教师:让学生设计如何利用等效替代的方法测电阻,让学生利用此方法进行实验测量。
Er
A1RR1g
2Rx
思考问题:
1、这样测量电阻有什么缺陷?
2、电流I与外电阻R建立了什么关系,你得到了什么启示?
学生:动手实验,讨论,回答。
教师归纳总结:
1、缺陷:实验稍复杂,需要一级一级的调节电阻箱;前后两次测量,电流可能达不到同一值。
2、电流表读数I 随R 值的变化而变化,它们一一对应,是否可以通过测电流达到测量电阻的目的? 学生:能。
教师:我们如何实现从测电流过渡到测电阻呢?通过例题我们共同探讨。设计意图:培养学生动手、表达、交流能力,培养学生合作探究、善于发现的精神。攻破本节课的难点。
3、利用电流表测电阻
例1:如图电源的电动势E=1.5V,内阻r=0.5Ω,电流表满偏电流Ig=10 mA,电流表电阻7.5Ω,A、B为接线柱.(1)用导线把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)调到满偏后保持R1的值不变,在A、B间接一个150Ω的电阻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间,电流表读数I与R的值有什么关系? 教师:引导学生思考,讨论,解答。得到则I = E/(Rg + r + R1 + R)代入数值后,得R = 1.5 V/I-150 Ω
教师:引导学生思考由(3)中的结论我们得到什么启发? 学生回答:把其它电流刻度都按 R = 1.5 V/I-150 Ω转换成电阻刻度,也就成了一个能直接测量电阻的仪器。教师:引导学生把电流值刻度成欧姆值。引导学生思考欧姆表的刻度有什么特点? 学生:欧姆表的刻度是左大右小,左密右疏。
教师:让学生总结欧姆表的原理和内部结构。投影片出示欧姆表原理图,让仔细观察原理图,表内电源如何接?
I=I3 学生: 表内电源要保证电流从红表笔流入表头,从黑表笔流出。教师:引导学生思考如何测电阻?
学生回答: A,B 两表笔短接,调节滑动变阻器R1,使指针满偏,此时
R1 + r + Rg = E/Ig,表示所测电阻阻值为零。教师归纳总结:这个过程叫欧姆调零.
教师:引导学生思考,指针在中间刻度处所测阻值(此值称为中值电阻)是多少? 学生回答: 利用R = E/I -(R1 + Rg + r)= E/I - E/Ig,当I = Ig /2时,R = E/Ig 教师:欧姆表测电阻的优缺点 学生:测量方便
教师总结:缺点:若电池用久了,电动势会变化,产生误差较大,只能粗略测量电阻。
过渡:思考:能否让它们共用一个表头制成一个既能测电压、电流又能测电阻的多用电表呢?(二)多用电表
1. 简单的单量程多用电表
投影片出示电流表,电压表,欧姆表原理图。
教师引导学生分析电路结构,进行组合,展示.并且将几幅图合为一幅图。
2. 简单的双量程多用电表
投影片出示双量程多用电表电路图
教师:选择1,2,3,4,5,6档各有什么功能?判断哪一档量程大? 学生回答: 1,2档测电流;3,4档测电阻; 5,6档测电压。电流档1 档量程大,电压档6 档量程大。
(三)指针式多用电表和数字多用电表
介绍指针式多用电表以及数字式多用电表,让学生直观认识
八、教学反思
本节课通过伏安法测电阻引出等效替代的方法,又通过等效替代的方法引出被测电阻与电流一一对应的关系,攻破了本课的难点。接下来对例题的计算让学生更深刻的体会了电阻与电流的一一对应关系,从抽象到具体。在整节课地教学中教师逐步引导学生思考、实验、讨论,学生在教师的引导启发下积极的参与,充分体现了以教师为主导学生为主体的教学理念。同时达到了学生对知识的理解,提高了学生综合应用知识解决问题的能力,培养了学生动手、表达、交流能力以及合作探究、善于发现的精神,很好的实现了三维目标。
篇2:《多用电表的原理 》教案
【学习目标】
1、了解欧姆表的原理,学会使用欧姆表。
2、了解多用电表的电压、电流、欧姆档是共用一个表头组合在一起的。
3、学会用多用电表测电流,电压及电阻。
【学习重点】
欧姆表的原理和使用
【知识要点】
一、欧姆表
1、欧姆表的原理
欧姆表是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,比用伏安法测电阻方便。
原理.如图所示:
调零时,Ig=Er
测量时,I=Er + Rx
只要将对应Rx值的电流刻度I改为阻值Rx,即为欧姆表。
由于I与R的非线性关系,表盘上电流刻度是均匀的,其对应的电阻刻度却是不均匀的且电阻零刻度在电流满偏处。
2、注意:_____笔接欧姆表内部电源负极,而_____笔接内部电源的正极。
二、多用电表
1、 原理:多用电表由一只灵敏的直流电表(表头)与若干元件组成测量电路,每进行一种测量时只使用其中的一部分电路,其他部分不起作用。
(1)直流电流档
直流电流档的几个档位实际是由同一表头________改装而成的几个量程不同的电流表。
(2)直流电压档:
直流电压档的几个档位实际是由同一表头_________改装而成的几个量程不同的电压表.
(3)欧姆档(欧姆表)
2、多用电表的表面结构,多用电表可以用来测电流、电压和电阻,其表面结构如图所示。其表面分为上、下两部分,上半部分为表盘,共有三条刻度线,最上面的刻度线的左端标有“∞”,右端标有“0”,是用于测_______的.中间的刻度线是用于测________和________的,其刻度是分布______的,最下面一条刻度线左侧标有“V”是用于测交流电压的,其刻度是_________的。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电流档,多用电表就测量______;当选择开关旋转到其他功能区域时,就可测量电压或电阻。
多用电表表面还有一对正、负插孔。红表笔插____插孔,黑表笔插____插孔,插孔上面的旋钮叫____________,用它可进行电阻调零,另外,在表盘和选择开关之间还有一个____________,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______端“0”刻线。
3、使用步骤及注意事项
(1)使用前
①__________:调节欧姆表调零螺丝,使指针指向_______端O点;
②__________:将选择开关置于欧姆表某一档后,红、黑表笔短接,使指针指向________的零(即右端“0”)。
(2)使用中
①使待测电阻和外电路_______。
②不能用手接触表笔的金属部分。
③使指针指在_______附近。
④换档时________。
(3)使用后:
将选择开关置于________档或_______档,并将表笔从插孔拔出,如长期不用应将电池取出。
4、回答问题
用多用电表测直流电流,直流电压、电阻时,红表笔和黑表笔分别是哪个电势高?
【典型例题】
例1在使用多用电表的欧姆档测电阻时,应
A.使用前检查指针是否停在欧姆档刻度线的“∞”处
B.每换一次档位,都要进行重新电阻调零
C.在测量电阻时,电流从黑表笔流出,经被测电阻到红表笔,再流入多用电表
D.测量时若发现表针偏转的角度较小,应该更换倍率较小的档来测量
解析若使用前检查指针不停在欧姆档刻度线的“∞”处,则应机械调零,A选项正确;每换一次档位,都要进行重新电阻调零,B选项正确;在测量电阻时,电源是在表内,黑表笔接电源的`正极,C选项正确;测量时若发现表针偏转的角度较小,应该更换倍率较大的档来测量,D选项错误。
例2如图所示是把量程为3mA的电流表改装成欧姆表的结构示意图,其中电池的电动势E=1.5V。改装后,原来电流表3mA刻度处的刻度值定为零位置,则2mA刻度处应标为_______,1mA刻度处应标为_______。
解析r=EIg=1.53×10-3Ω=500Ω
2mA刻度处应标为R1=EI1Cr=1.52×10-3=250Ω
1mA刻度处应标为R2=EI2Cr=1.51×10-3=1000Ω
【达标训练】
1、下列说法中正确的是(A)
A.欧姆表的每一档的测量范围是0~∞
B.用不同档的欧姆表测量同一电阻的阻值时,误差大小是一样的
C.用欧姆表测电阻,指针越接近刻度盘中央时,误越大
D.用欧姆表测电阻,选不同量程时,指针越靠近右边误差越小
2、有一个多用电表,其欧姆档的四个量程分别为“×1”“×10”“×100”“×1k”,某学生把选择开关旋到“×100”档测量一未知电阻时,发现指针偏转角度很大,为了减少误差,他应该(D)
A.换用“×1k”档,不必重新调整调零旋钮
B.换用“×10”档,不必重新调整调零旋钮
C.换用“×1k”档,必须重新调整调零旋钮
D.换用“×10”档,必须重新调整调零旋钮
3、如图所示的欧姆表刻度盘中,未使用时指针指A,两表笔短接时指针指B。如果欧姆表的总内阻为24Ω,C是AB的中点,D是AC的中点,则C、D两点的刻度分别为_____Ω、_______Ω。
24,724
4、使用多用表的欧姆档测导体电阻时,如果两手同时分别接触两表笔的金属杆,则造成测量值(B)
A.比真实值大
B.比真实值小
C.与真实值相等
D.可能比真产值大,也可能小
5、如果收音机不能正常工作,需要判断干电池是否已经报废,可取出一节干电池用多用表来测量它的电动势,下列步骤中正确的是……(C)
①把多用表的选择开关置于交流500V档置于OFF档
②把多用表的红表笔和干电池的负极接触,黑表笔与正极接触
③把多用表的红表笔和电池的正极接触,黑表笔与负极接触
④在表盘上读出电压值
⑤把多用表的选择开关置于直流25V档
⑥把多用表的选择开关置于直流5V档
A.⑤③④①B.②⑤①④C.⑥③④①D.⑥②④①
6、在如图所示电路的三根导线中,有一根是断的,电源、电阻R1、R2及另外两根导线都是好的。为了查出断导线,某学生想先将多用表的红表笔连接在电源的正极a,再将黑表笔分别连接在电阻器R1的b端和R2的c端,并观察多用表指针的示数,在下列选档中,符合操作规程的是(A)
A.直流10V档
B.直流0.5A档
C.直流2.5V档
D.欧姆档
7、如图为一多用电表的面板和指针所处位置,当此多用电表的选择旋钮分别置于
(1) 欧姆“×100”档时,示数为_______Ω.
(2) 25mA档时,示数为_______mA.
(3) 5V档时,示数为_______V.
篇3:《多用电表的原理 》教案
中学物理实验中多用电表的使用已经非常普遍, 学生很多时候对于多用电表的原理和结构的认识还不够透彻, 无论测量电流、电压还是电阻都存在很多问题, 如何才能让学生更好的了解多用电表?熟练使用多用电表?这就需要我们掌握多用电表的原理和结构.
二、多用电表
1. 多用电表结构和测量原理
多用电表由表头、电池、滑动变阻器、电阻以及导线组成电源、滑动变阻器和调节电流改变电表的内阻, 和外部欧姆调零旋钮连接, 表头显示读数.
当测量电流时有1和2两个旋钮;测量电压时有3和4两个旋钮;测量电阻时有5和6两个旋钮.两支表笔分别接在两个插孔上面, 红表笔与“+”插孔连接;黑表笔与“-”插孔连接.
旋钮连接1或者2时两支表笔表头以及R1或R2组成并联回路, 这时多用电表就相当于电流表.电流从红表笔进入由黑表笔流出.连接1或2时量程不同, 学生用电流表有0.6A和3A两个量程.连接1时R2和表头串联后和R1并联;连接2时R1和R2串联后和表头并联.表头能够通过的最大电流一定, 连接1时的量程比连接2大.
旋钮连接3或者连接4是两支表笔表头以及R3或R4组成串联回路, 这时多用电表就相当于电压表.电流由红表笔进入由黑表笔流出.学生用电压表有3V和15V两个量程.连接3时R3和表头并联;连接4时R4和表头并联.连接3或连接4量程的大小由R3和R4的大小决定.
旋钮连接5或者连接6时多用电表就相当于欧姆表.测量电阻电流由黑表笔流出红表笔流出.测量电阻时需要先进行欧姆调零, 实际也就是调节滑动变阻器的阻值, 连接5和连接6的量程不同.
2. 多用电表功能
多用电表在测量电流时功能和电流表相同, 可以将多用电表串联入电路用来测量多用电表所在回路的电流;多用电表在测量电压时功能和电压表相同, 可以将多用电表并联入电路测量两表笔间的电压;多用电表在测量电阻时功能和欧姆表相同, 可以将待测电阻连在两表笔之间直接测量出电阻的阻值;多用电表可以测量交流电压;多用电表也可以当电源使用.多用电表的功能很多, 是精密的电学仪器.
3. 多用电表的使用
1.测量电流:使用多用电表测量电流时误差的主要来源是表头的内阻, 我们在使用伏安法时一般忽略电流表的内阻, 但实际电流表存在内阻.这需要我们在测量时选择内接还是外接?此时多用电表就相当于电流表.
2.测量电压:使用多用电表测量电压时误差的主要来源是表头的内阻, 我们在使用伏安法时一般认为表头的内阻无穷大, 把电压表看作开路.实际上电压表也有电流通过.这需要我们在测量时选择内接还是外接?此时多用电表就等效于电压表.
对于阻值较大的电阻一般我们选择电流表内接可以减小误差.
电压表示数UV=UR+UA>UR
电流表示数IA=IR
误差来源:电流表分压作用
R越大UR越接近UVR测越接近R真该电路适合测量大电阻对于阻值较小的电阻一般我们选择电流表外接可以减小误差.
电压表示数UV=UR
电流表示数IA=IR+IV>IR
误差来源:电压表分流作用
R越小, IR越接近IA, R测越接近R真该电路适合测量小电阻R
3.测量电阻:使用多用电表测量电阻时多用电表等效于欧姆表.测量电阻的原理根据闭合电路欧姆定律式中R、r、Rg为定值电阻, 不同的Rx对应不同的电流I, 但电流I和被测电阻Rx不是正比例关系, 所以电阻的刻度不是均匀的在刻度盘上直接标出与电流I对应的电阻Rx值, 就可以从刻度盘上直接读出被测量电阻的阻值.测量电阻前需要调零:将两表笔接触被测电阻为0, 调节欧姆调零旋钮使表针指在0刻度线处.
测电阻时表盘的刻度分布不均匀, 测量时将电阻与电路断开后进行, 测量前先将多用电表选择开关转至欧姆档, 将两表笔短接进行欧姆调零.挡位的选择尽量使表针靠近表盘的中值位置, 可以减小误差, 换挡后必须重新进行欧姆调零.对于挡位的选择不能使表针偏转角度过大也不能过小, 过大或过小都会使误差偏大.多用电表测量电阻时只能粗略测出电阻的阻值.读数时刻度盘读数乘以倍率, 即为待测电阻的阻值.
对于多用电表测量电阻, 不能准确测量出阻值, 要想得到准确的电阻阻值还要使用伏安法测电阻.
4. 多用电表还可以用来测量交流电压.
测量交流电压和直流电压方法相同, 区别在于挡位不同, 讲旋钮旋至交流电压挡就可以测量交流电压, 此时多用电表相当于一个交流电压表.
三、多用电表在使用中常见问题及解决方式
1. 红黑表笔中电流的方向及电势高低
测量电流和电压时电流从红表笔流入黑表笔流出, 红表笔的电势比黑表笔高;测量电阻时黑表笔的电势比红表笔高, 这时由多用电表的内部结构决定的, 测量电流和电压时红表笔的表头与正接线柱连接, 此时红表笔应相当于电流表和电压表的正接线柱.黑表笔应相当于电流表和电压表的负接线柱, 测电阻时多用电表自带电源, 电源的正极和表头连接, 表头直接和黑表笔连接, 黑表笔的电势要高于红表笔.
2. 两种调零的区分
多用电表作为电流表和电压表使用时需要进行机械调零, 机械调零时将多用电表的表针直接旋转到“0”刻度线处, 相当于把机械钟的指针直接旋转到某时刻一样.欧姆调零时多用电表在测量电阻时需要进行的调零, 实质是通过调节滑动变阻器的阻值使表针满偏.机械调零只需要调节一次, 测电阻时每次改用新的倍率都需要重新进行欧姆调零.
3. 测量电阻如何选择量程
在测量电阻时有四个量程分别是×1, ×10, ×100, 和×1 000, 电阻在测量前应当估测, 估测以后再选择适当的量程 (估测是可以先选择较大的量程) , 测量时量程的选择应尽量使表针落在表盘的中央附近, 表针靠左或靠右太多都不够准确.表针偏左刻度盘读数过于密集, 表针偏右刻度盘读数过于稀疏.
四、结语
多用电表在中学物理实验中非常重要, 在实际操作中也会出现各种问题, 只有, 掌握多用电表的原理和结构, 多次操作运用, 才能熟练使用多用电表, 使用多用电表必须有严谨的态度和科学的方法.
实验是物理学的基础, 科学无止境, 优秀的物理实验课是优秀人才的保证, 做好身边的点点滴滴未来才会更美好.
参考文献
[1]《新编物理图解》第一学习社
[2]《自然科学辞典物理.化学》华视出版社, 张大昌, 朱京
篇4:浅析多用电表电流的流向
关键词:多用电表;电流挡;电压挡;电阻挡;红进;黑出
一、多用电表的原理
图1是多用电表原理电路,转换开关S拨到“1”“2”两挡位时测量直流电流,相当于电流表;转换开关S拨到“3”“4”两挡位时测量直流电压,相当于电压表;转换开关S拨到“5”挡位时测量电阻,相当于欧姆表;表头的正负极如图所示。注意,在使用多用电表时,我们规定黑表笔插入公共端,对应多用电表上的“-”插孔,由图可知,黑表笔与表头的负极相连;而红表笔则与转换开关S相连,对应多用电表上的“+”插孔,无论开关S拨向哪个挡位,红表笔都是与表头的正极相连。接下来逐一分析电流挡、电压挡、电阻挡的电流流向。
■
1.流电流挡
如图2,开关S拨向“1”挡测量外电路的电流,由表头的正负极可知,红表笔应与外电路的正极接触,而黑表笔则与外电路负极相连,此时多用表测量直流电流电路与外电路(虚线框内)构成一个闭合回路,分析可得到,电流从红表笔流进,从黑表笔流出。当转换开关S拨向“2”挡时,同理分析将得到相同的结论。
2.直流电压挡
如图3,转换开关S拨向“3”挡测量外电路灯泡两端电压,红、黑表笔分别与外电路的正、负极相连,此时,多用电表测量直流电压电路与外电路(虚线框)构成一个闭合回路,即多用电表与灯泡并联后接入电路。分析电流的流向可得到,电流从红表笔流进,从黑表笔流出。开关S拨向“4”挡时,同理分析将得到相同的结论。
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3.欧姆挡
如图4,开关拨向“5”挡测量未知电阻R的电阻。与直流电流、电压挡所不同的是,此时电源内置于多用电表中。由图可知,红表笔与内置电源的负极相连,黑表笔则经过表头与内置电源的正极相连。测量R时,多用电表的电阻挡与电阻R(虚线框)构成一个闭合回路,分析电流的流向可得到,电流从黑表笔流出,经过电阻R,从红表笔流进。
综上所述,当我们按规定把黑表笔插入多用电表的“-”插孔,红表笔插入多用电表的“+”插孔时,无论测量什么量,电流都是从红表笔流进,从黑表笔流出,即“红进黑出”。
二、实际运用
了解多用电表电流的流向后,在实际应用当中就可以处理问题了。
1.探究黑箱元件
【例1】:(2010年四川理综卷)用多用电表探测图甲所示黑箱发现:用直流电压挡测量,E、G两点间和F、G两点间均有电压,E、F两点间无电压;用欧姆测量,黑表笔(与电表内部电源的正极相连)接E点,红表笔(与电表内部电源的负极相连)接F点,阻值很小,但反接阻值很大。那么,该黑箱内元件的接法可能是图乙中 。
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答案:B
【解析】:红表笔接F,电阻很小,此时二极管导通,电源电流从黑表笔流出通过二极管从红表笔流进,电流方向E到F,只有B正确。
2.多用电笔测量电阻
【例2】:(2011全国卷1)使用多用电表测量电阻时,多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联,两个表笔分别位于此串联电路的两端。现需要测量多用电表内电池的电动势,给定的器材有:待测多用电表,量程为60mA的电流表,电阻箱,导线若干。实验时,将多用电表调至×1Ω挡,调好零点;电阻箱置于适当数值。完成下列填空:
仪器连线如图l所示(a和b是多用电表的两个表笔)。若两电表均正常工作,则表笔a为_________(填“红”或“黑”)色;
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【解析】:多用电表内部的电源正极与黑色表笔连接,电流表正常工作时电流从正接线柱流入,由此可以判定表笔a接内电源正极,为黑色。
参考文献:
[1]李军.多用电表使用原理分析——中学物理实验中多用电表原理及常见问题[J].基础教育论坛,2013(16):39-40.
[2]杨建亚.浅谈多用电表的使用[J].科学大众(科学教育),2013(4).
摘 要:多个版本的教材对于多用电表的电流流向无分析,大多数教辅资料书也仅仅直接给出结论——多用电笔的电流从红表笔流进,从黑表笔流出,导致学生对多用电表产生较大的疑问。本文将详细分析多用电表在选用不同档位时电流的流向。
关键词:多用电表;电流挡;电压挡;电阻挡;红进;黑出
一、多用电表的原理
图1是多用电表原理电路,转换开关S拨到“1”“2”两挡位时测量直流电流,相当于电流表;转换开关S拨到“3”“4”两挡位时测量直流电压,相当于电压表;转换开关S拨到“5”挡位时测量电阻,相当于欧姆表;表头的正负极如图所示。注意,在使用多用电表时,我们规定黑表笔插入公共端,对应多用电表上的“-”插孔,由图可知,黑表笔与表头的负极相连;而红表笔则与转换开关S相连,对应多用电表上的“+”插孔,无论开关S拨向哪个挡位,红表笔都是与表头的正极相连。接下来逐一分析电流挡、电压挡、电阻挡的电流流向。
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1.流电流挡
如图2,开关S拨向“1”挡测量外电路的电流,由表头的正负极可知,红表笔应与外电路的正极接触,而黑表笔则与外电路负极相连,此时多用表测量直流电流电路与外电路(虚线框内)构成一个闭合回路,分析可得到,电流从红表笔流进,从黑表笔流出。当转换开关S拨向“2”挡时,同理分析将得到相同的结论。
2.直流电压挡
如图3,转换开关S拨向“3”挡测量外电路灯泡两端电压,红、黑表笔分别与外电路的正、负极相连,此时,多用电表测量直流电压电路与外电路(虚线框)构成一个闭合回路,即多用电表与灯泡并联后接入电路。分析电流的流向可得到,电流从红表笔流进,从黑表笔流出。开关S拨向“4”挡时,同理分析将得到相同的结论。
■
3.欧姆挡
如图4,开关拨向“5”挡测量未知电阻R的电阻。与直流电流、电压挡所不同的是,此时电源内置于多用电表中。由图可知,红表笔与内置电源的负极相连,黑表笔则经过表头与内置电源的正极相连。测量R时,多用电表的电阻挡与电阻R(虚线框)构成一个闭合回路,分析电流的流向可得到,电流从黑表笔流出,经过电阻R,从红表笔流进。
综上所述,当我们按规定把黑表笔插入多用电表的“-”插孔,红表笔插入多用电表的“+”插孔时,无论测量什么量,电流都是从红表笔流进,从黑表笔流出,即“红进黑出”。
二、实际运用
了解多用电表电流的流向后,在实际应用当中就可以处理问题了。
1.探究黑箱元件
【例1】:(2010年四川理综卷)用多用电表探测图甲所示黑箱发现:用直流电压挡测量,E、G两点间和F、G两点间均有电压,E、F两点间无电压;用欧姆测量,黑表笔(与电表内部电源的正极相连)接E点,红表笔(与电表内部电源的负极相连)接F点,阻值很小,但反接阻值很大。那么,该黑箱内元件的接法可能是图乙中 。
■
答案:B
【解析】:红表笔接F,电阻很小,此时二极管导通,电源电流从黑表笔流出通过二极管从红表笔流进,电流方向E到F,只有B正确。
2.多用电笔测量电阻
【例2】:(2011全国卷1)使用多用电表测量电阻时,多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联,两个表笔分别位于此串联电路的两端。现需要测量多用电表内电池的电动势,给定的器材有:待测多用电表,量程为60mA的电流表,电阻箱,导线若干。实验时,将多用电表调至×1Ω挡,调好零点;电阻箱置于适当数值。完成下列填空:
仪器连线如图l所示(a和b是多用电表的两个表笔)。若两电表均正常工作,则表笔a为_________(填“红”或“黑”)色;
■
【解析】:多用电表内部的电源正极与黑色表笔连接,电流表正常工作时电流从正接线柱流入,由此可以判定表笔a接内电源正极,为黑色。
参考文献:
[1]李军.多用电表使用原理分析——中学物理实验中多用电表原理及常见问题[J].基础教育论坛,2013(16):39-40.
[2]杨建亚.浅谈多用电表的使用[J].科学大众(科学教育),2013(4).
摘 要:多个版本的教材对于多用电表的电流流向无分析,大多数教辅资料书也仅仅直接给出结论——多用电笔的电流从红表笔流进,从黑表笔流出,导致学生对多用电表产生较大的疑问。本文将详细分析多用电表在选用不同档位时电流的流向。
关键词:多用电表;电流挡;电压挡;电阻挡;红进;黑出
一、多用电表的原理
图1是多用电表原理电路,转换开关S拨到“1”“2”两挡位时测量直流电流,相当于电流表;转换开关S拨到“3”“4”两挡位时测量直流电压,相当于电压表;转换开关S拨到“5”挡位时测量电阻,相当于欧姆表;表头的正负极如图所示。注意,在使用多用电表时,我们规定黑表笔插入公共端,对应多用电表上的“-”插孔,由图可知,黑表笔与表头的负极相连;而红表笔则与转换开关S相连,对应多用电表上的“+”插孔,无论开关S拨向哪个挡位,红表笔都是与表头的正极相连。接下来逐一分析电流挡、电压挡、电阻挡的电流流向。
■
1.流电流挡
如图2,开关S拨向“1”挡测量外电路的电流,由表头的正负极可知,红表笔应与外电路的正极接触,而黑表笔则与外电路负极相连,此时多用表测量直流电流电路与外电路(虚线框内)构成一个闭合回路,分析可得到,电流从红表笔流进,从黑表笔流出。当转换开关S拨向“2”挡时,同理分析将得到相同的结论。
2.直流电压挡
如图3,转换开关S拨向“3”挡测量外电路灯泡两端电压,红、黑表笔分别与外电路的正、负极相连,此时,多用电表测量直流电压电路与外电路(虚线框)构成一个闭合回路,即多用电表与灯泡并联后接入电路。分析电流的流向可得到,电流从红表笔流进,从黑表笔流出。开关S拨向“4”挡时,同理分析将得到相同的结论。
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3.欧姆挡
如图4,开关拨向“5”挡测量未知电阻R的电阻。与直流电流、电压挡所不同的是,此时电源内置于多用电表中。由图可知,红表笔与内置电源的负极相连,黑表笔则经过表头与内置电源的正极相连。测量R时,多用电表的电阻挡与电阻R(虚线框)构成一个闭合回路,分析电流的流向可得到,电流从黑表笔流出,经过电阻R,从红表笔流进。
综上所述,当我们按规定把黑表笔插入多用电表的“-”插孔,红表笔插入多用电表的“+”插孔时,无论测量什么量,电流都是从红表笔流进,从黑表笔流出,即“红进黑出”。
二、实际运用
了解多用电表电流的流向后,在实际应用当中就可以处理问题了。
1.探究黑箱元件
【例1】:(2010年四川理综卷)用多用电表探测图甲所示黑箱发现:用直流电压挡测量,E、G两点间和F、G两点间均有电压,E、F两点间无电压;用欧姆测量,黑表笔(与电表内部电源的正极相连)接E点,红表笔(与电表内部电源的负极相连)接F点,阻值很小,但反接阻值很大。那么,该黑箱内元件的接法可能是图乙中 。
■
答案:B
【解析】:红表笔接F,电阻很小,此时二极管导通,电源电流从黑表笔流出通过二极管从红表笔流进,电流方向E到F,只有B正确。
2.多用电笔测量电阻
【例2】:(2011全国卷1)使用多用电表测量电阻时,多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联,两个表笔分别位于此串联电路的两端。现需要测量多用电表内电池的电动势,给定的器材有:待测多用电表,量程为60mA的电流表,电阻箱,导线若干。实验时,将多用电表调至×1Ω挡,调好零点;电阻箱置于适当数值。完成下列填空:
仪器连线如图l所示(a和b是多用电表的两个表笔)。若两电表均正常工作,则表笔a为_________(填“红”或“黑”)色;
■
【解析】:多用电表内部的电源正极与黑色表笔连接,电流表正常工作时电流从正接线柱流入,由此可以判定表笔a接内电源正极,为黑色。
参考文献:
[1]李军.多用电表使用原理分析——中学物理实验中多用电表原理及常见问题[J].基础教育论坛,2013(16):39-40.
篇5:《多用电表》教案3
一、教学目标
(一)知识与技能
1通过对欧姆表的讨论,进一步提高应用闭合电路欧姆定律分析问题的能力,知道欧姆表测量电阻的原理.了解欧姆表的内部结构和刻度特点.2 了解多用电表的内部基本结构,通过实际操作学会使用多用电表测量电压、电流、电阻
3会用多用电表测量二极管的正反电阻,并据此判断二极管的正负极,会用多用电表探索简单黑箱中的电学元件。
(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。
二、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。
三、教学方法
探究、讲授、讨论、练习
四、教学过程
(一)引入新课
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。
(二)进行新课
1、欧姆表
教师引导学生分析、求解,对求解结果进行总结、点评。教师: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“10mA”刻度线标为“0Ω”,“5mA”刻度线标为“150
Ω”,其它电流刻度按R直接测电阻的仪器。
1.5150()的规律转为电阻的标度,这样,电流表就改装成了I教师(总结):(投影)教材图2.8-2(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。
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2.8-3和2.8-4(如图所示)。
图2.8-3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2.8-4的基础上画出最简单得多用电表的电路,并说明转换测量功能。
学生讨论,画电路图。
教师:(投影)教材图2.8-5(如图所示)。
说出那些位置是电流挡、那些位置是电压挡、那些位置是欧姆挡?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:教师:(投影)教材图2.8-6和2.8-7(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。
[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2.5V挡,测1.5V干电池的电压;(5)将选择开关置于交流电压250V挡,测220V的交流电压; 测电流
(6)将选择开关置于直流电流10mA挡,测量1.5V干电池与200Ω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2.8-10:电流从正极流入电阻较小,从正极流出时电阻较大。
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2.8-11)读出欧姆表指示的电阻数值。乘以倍率,记下正向阻值。
(12)测反向电阻:将选择开关置于欧姆表的“×1000”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2.8-12),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)换用欧姆档的量程时,一定要重新调整欧姆零点;(6)要用欧姆档读数时,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2.8-13。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?
(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:12Ω,“×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300μA,内阻rg=100Ω,调零电阻最大值R=50kΩ,串联的定值电阻R0=50Ω,电池电动势E=1.5V。用它测量电阻Rx,能准确测量的阻值范围是
A.30~80 kΩ
B.3~8 kΩ
C.300~800 Ω
D.30~80Ω
解析:用欧姆当测量电阻时,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
Ig得
E,其中R内为欧姆表的内阻。R内
R内E1.55000 I300106g用它测量电阻Rx时,当指针指在表盘中央时
1E2IgR 内Rx得
R2ExIR内5000 g故能准确测量的阻值范围是5kΩ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。
篇6:关于多用电表的知识点
使用多用表的时候要观察指针位置,看指针是不是指在表盘左边零刻度,如果不是,就要机械调零: 用螺丝刀调整定位螺丝进行机械调零,使指针指在左边零刻度。
不管选择开关置于哪个挡位,只要是正常测量,电流都是从红表笔进入多用表,从黑表笔出来。
欧姆表的原理
依据闭合电路欧姆定律制成,由电流表改装而成。
当红、黑两表笔短接时.如图所示,调节R,使电流表指针达到满偏电流(即调零),此时指针所指表盘上满刻度处.对应两表笔间电阻为0,这时有:
当红、黑表笔断开,此时,指针不偏转,指在表盘最左端,红、黑表笔间的电阻相当于无穷大, R=∞。
当两表笔间接入待测电阻R,时,如图所示,电流表的电流为:
当Rx改变,Ix随之改变,即每一个Rx都有一个对应的 Ix ,将电流表上 Ix 处标出对应Rx的R值,就制成欧姆表表盘。
只要两表笔接触待测电阻两端,即可在表盘上直接读出它的阻值。由于Ix 不随Rx均匀变化,故欧姆表表盘刻度不均匀。
当红、黑表笔间接入被测电阻Rx时,通过表头的电流。改变Rx,电流I随着改变,每个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。
电阻的测量步骤
(1)机械调零: 用螺丝刀调整定位螺丝进行机械调零。
(2)选择合适倍率:将选择开关打在Ω档适当位置(选择合适的倍率)。以使指针指在中央附近1/3刻度范围,所选倍率比待测电阻的估计值小一个数量级。如果不知道待测电阻的估计值,可以按倍率从大到小依次实验直到指针指到中央附近。
(3)欧姆调零: 将红、黑表笔短接,调整欧姆调零旋钮使指针指在欧姆表零刻度线位置。若“欧姆零点”旋钮右旋到底也不能调零,应更换表内电池。
(4)测量读数: 将待测电阻从电路中拆下,将欧姆表的两个表笔搭接在待测电阻两端,如果指针在中央附近,表针示数乘以倍率,即为待测电阻的阻值。如果指针靠近左右两端,可根据“大量程大角度偏,小量程小角度偏”规律选择合适倍率重新调零,按步骤(3)(4)进行。
(5)将选择开关调至off 档或交流电压最高档位置,拔出表笔。
读数原则
测量值=表盘指针示数×倍率
测量二极管
二极管是一种半导体元件,它的特点是电流从正极流入时电阻比较小,而从正极流出时电阻比较大。
测量二极管的正向电阻
①机械调0(左侧0)。
②选挡:将选择开关旋至低倍率的 欧姆挡(例如“×10Ω挡)。
③电阻调0(右侧0)。
④测量:将黑表笔接触二极管正极,红表笔接触二极管负极。
⑤读数:将指针示数乘以倍率得测量值。
测量二极管的反向电阻
①机械调0(左侧0)。
②选挡:将选择开关旋至高倍率的 欧姆挡(例如“×100Ω挡)。
③电阻调0(右侧0)。
④测量:将黑表笔接触二极管负极,红表笔接触二极管正极。
⑤读数:将指针示数乘以倍率得测量值。
测量电流
步骤
(1)选档。
(2)测量。
(3)读数。
注意事项
(1)将电流表串联在待测电路中。
(2)量程应大于通过小灯泡电流的估计值。
(3)电流应从红表笔流入电表。
(4)读数时先看量程再看小格,要正视表针(垂直表盘正对表针)。
测量电压
步骤
(1)选档。
(2)试测选量程。
(3)测量。
(4)读数。
习题演练
1. 使用多用电表测量电阻时,多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池),一个电阻和一表头串联,两个表笔分别位于此串联电路的两端。先需要测量多用电表内电池的电动势,给定的器材有:待测多用电表,量程为60mA的电流表,电阻箱,导线若干。
实验时,将多用电表调至*1Ω档,调好零点;电阻箱置于适当数值,仪器连线如图所示(a和b是多用电表的两个表笔)完成下列填空。
(1)若适当调节电阻箱后,上图中多用电表,电流表与电阻箱的示数如图(a),(b)(c)所示,则多用电表的读数为 Ω,电流变的读数为 mA 。
(2)将上图中多用电表的两表短接,此时流过多用电表的电流为 mA(保留三位有效数字)
(3)计算得到多用电表内电池的电动势为 V(保留三位有效数字)
2.某学生实验小组利用如图所示电路进行实验,使用的器材有:多用电表,电压表(量程5V,内阻十几kΩ),滑动变阻器(最大阻值5kΩ),导线若干。
(1)将多用电表档位调节到“*100Ω”档,再将红黑表笔短接, 。
(2)将图中多用电表的红表笔和 (填1或者2 )端相连,黑表笔接另一端。
(3)若多用电表的档位调节到电阻“*100”档测量,指正偏转角度过小,应换
档,(“*10Ω”或“*1k”)
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