2019_2020學(xué)年高考物理主題2電路及其應(yīng)用8多用電表的原理學(xué)案必修.docx

教學(xué)資料范本2019_2020學(xué)年高考物理主題2電路及其應(yīng)用8多用電表的原理學(xué)案必修編 輯：_時 間：_8多用電表的原理學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求物理觀念：1.知道歐姆表測量電阻的原理.2.了解歐姆表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和刻度特點(diǎn).3.了解多用電表的基本結(jié)構(gòu).4.知道多用電表的測量功能.科學(xué)思維：1.知道同一表頭改裝成電壓表、電流表、歐姆表的原理.2.進(jìn)一步提高應(yīng)用閉合電路歐姆定律和部分電路歐姆定律分析問題的能力.一、歐姆表的原理1.內(nèi)部結(jié)構(gòu)：由表頭、電源和可變電阻三部分組成.如圖1所示.圖12.測量原理(1)原理：依據(jù)閉合電路歐姆定律制成，由電流表改裝而成.(2)測量：如圖2所示，當(dāng)紅、黑表筆間接入被測電阻Rx時，通過表頭的電流I.改變被測電阻Rx的阻值，電流I隨著改變，每個Rx值都對應(yīng)一個電流值，在刻度盤上直接標(biāo)出與I值對應(yīng)的Rx值，就可以從刻度盤上直接讀出被測電阻的阻值.圖2二、多用電表1.用途：共用一個表頭，可以分別測量電壓、電流和電阻等物理量.2.最簡單的多用電表原理圖：如圖3所示，當(dāng)單刀多擲開關(guān)接通1時，可作為電流表使用；接通2時，可作為歐姆表使用；接通3時，可作為電壓表使用.圖31.判斷下列說法的正誤.(1)歐姆表的紅表筆與內(nèi)部電源的正極相連.()(2)歐姆表的刻度盤是均勻的.()(3)多用電表的電壓擋、電流擋、歐姆擋是共用一個表頭.()(4)多用電表的電壓擋、電流擋、歐姆擋都是靠外部提供電源的.()2.歐姆表所用電源的電動勢為3V，滿偏電流為3mA，則歐姆表的內(nèi)電阻r為_.答案1000解析r1000.一、歐姆表測電阻的原理如圖所示是多用電表的表盤.(1)為何歐姆表的零刻度在表盤的右端？(2)歐姆表的刻度為何是不均勻的？(3)刻度盤的中間刻度值有什么重要意義？答案(1)當(dāng)紅、黑表筆短接時，調(diào)節(jié)可變電阻，使電流表指針滿偏，所以在電流表滿刻度處標(biāo)電阻“0”.如圖甲所示.甲乙(2)由閉合電路歐姆定律得I，I與Rx不成正比，所以歐姆表的刻度不均勻，如圖乙所示：(3)歐姆表滿偏調(diào)零時，Ig測量指針指在中值時得Rx中rRgRr內(nèi).1.原理(如圖4所示)圖42.歐姆表表盤的刻度標(biāo)注刻度標(biāo)注方法標(biāo)注位置“0”紅、黑表筆相接，調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕，使指針滿偏，被測電阻Rx0滿偏電流Ig處“”紅、黑表筆不接觸，表頭指針不偏轉(zhuǎn)，被測電阻Rx電流為零處中值電阻Rx中rRRgr內(nèi)刻度盤正中央“Rx”紅、黑表筆接Rx，Ix，Rx與Ix一一對應(yīng)與Rx對應(yīng)電流Ix處例1把一量程6mA、內(nèi)阻100的電流表改裝成歐姆表，電路如圖5所示，現(xiàn)備有如下器材：A.電源E3V(內(nèi)阻不計)；B.變阻器0100；C.變阻器0500；D.紅表筆；E.黑表筆.圖5(1)變阻器選用_.(2)紅表筆接_端，黑表筆接_端.(填“M”或“N”)(3)按正確方法測量Rx，指針指在電流表2mA刻度處，則電阻值應(yīng)為_；若指在電流表3mA刻度處，則電阻值應(yīng)為_.(4)若該歐姆表使用一段時間后，電池電動勢變小，內(nèi)阻變大，但此表仍能調(diào)零，按正確使用方法再測上述電阻Rx，其測量結(jié)果與原結(jié)果相比將_(填“偏大”、“偏小”或“不變”).答案(1)C(2)NM(3)1000500(4)偏大解析(1)兩表筆直接接觸時，調(diào)節(jié)變阻器的阻值使電流達(dá)到滿偏I(xiàn)g，解得R0400，故變阻器應(yīng)選C.(2)紅表筆接內(nèi)部電源的負(fù)極，黑表筆接內(nèi)部電源的正極，所以紅表筆接N端，黑表筆接M端.(3)電流I2mA時，有I，解得Rx1000.電流I3mA時，I，解得Rx500.(4)當(dāng)電池電動勢變小，內(nèi)阻變大時，歐姆表重新調(diào)零，由于滿偏電流Ig不變，由公式Ig，歐姆表內(nèi)阻得調(diào)小，待測電阻的阻值是通過電流表的示數(shù)體現(xiàn)，由公式I，可知當(dāng)r內(nèi)變小時，接入同樣的被測電阻，通過的電流變小，歐姆表讀數(shù)變大.學(xué)科素養(yǎng)通過解歐姆表的相關(guān)問題，讓閉合電路歐姆定律在學(xué)生頭腦中得到升華，這體現(xiàn)了“物理觀念”的學(xué)科素養(yǎng).提出在使用過程中如果電源電動勢變小怎么辦這個物理問題，并在探究過程中得到結(jié)論，這體現(xiàn)了“實驗探究”的學(xué)科素養(yǎng).針對訓(xùn)練1(20xx市高二第一學(xué)期期末)如圖6所示是把量程為3mA的電流表改裝成歐姆表的示意圖，其中電源電動勢E1.5V.改裝后若將原電流表3mA刻度處定為零阻值位置，則1.5mA刻度處應(yīng)標(biāo)_，1mA刻度處應(yīng)標(biāo)_.圖6答案5001000解析歐姆表內(nèi)阻：R內(nèi)500，電流為1.5mA時，解得：R500；電流為1mA時，I0.001A，解得：R1000.二、多用電表的改裝原理1.多用電表的改裝原理：如圖7甲、乙、丙所示，分別為電流表、歐姆表、電壓表的示意圖，把它們組合在一起構(gòu)成多用電表，如圖丁所示.圖72.多用電表中電流的流向：紅表筆接“”插孔，黑表筆接“”插孔.(1)電流擋串聯(lián)接入電路，電流從紅表筆流進(jìn)電表，從黑表筆流出電表.(2)電壓擋并聯(lián)接入電路，紅表筆接高電勢點(diǎn)，黑表筆接低電勢點(diǎn)，電流仍然是“紅進(jìn)、黑出”.(3)使用歐姆擋時，紅表筆連接表內(nèi)電源的負(fù)極，黑表筆連接表內(nèi)電源的正極，電流仍然是“紅進(jìn)、黑出”.例2如圖8所示是簡化的多用電表的電路圖.轉(zhuǎn)換開關(guān)S與不同接點(diǎn)連接，就組成不同的電表，已知R3R4，下面是幾位同學(xué)對這一問題的討論，請你判斷下列說法正確的是()圖8A.S與1或2連接時，多用電表就成了電流表，且前者量程較小B.S與3或4連接時，多用電表就成了電流表，且前者量程較大C.S與3或4連接時，多用電表就成了電壓表，且前者量程較大D.S與5連接時，多用電表就成了歐姆表答案D解析S與1連接時，電阻R1起分流作用，S與2連接時，電阻R1、R2起分流作用，所以S與1或2連接時，多用電表就成了電流表，由于前者分流電阻較小，所以前者量程較大；S與3或4連接時，電流表與分壓電阻串聯(lián)，多用電表就成了電壓表，由于R3R4，所以前者量程較??；S與5連接時，多用電表就成了歐姆表，R6為歐姆擋調(diào)零電阻.綜上所述，正確答案為D.針對訓(xùn)練2如圖9所示是一個電流、電壓兩用表的電路，電流表G的量程是0100A，內(nèi)阻是1000，電阻R10.1，R299000.當(dāng)雙刀雙擲開關(guān)接到A、B上時，電流表改裝成_表，其量程是_；當(dāng)雙刀雙擲開關(guān)接到C、D上時，電流表改裝成_表，其量程是_.圖9答案較大量程的電流01A電壓010V解析因雙刀雙擲開關(guān)的手柄是絕緣的，所以當(dāng)開關(guān)接到A、B上時，電路轉(zhuǎn)換成圖甲所示的電路，此時電阻R1與電流表G并聯(lián)，R1起分流作用，原電流表改裝成較大量程的電流表.根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)有(IIg)R1IgRg.電流表的最大測量值為IA1A.當(dāng)開關(guān)接到C、D上時，電路變成圖乙所示的電路，此時電阻R2與電流表G串聯(lián)，R2起分壓作用，原電流表改裝成電壓表，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)，電壓表的最大測量值為UIg(RgR2)0.0001(100099000) V10V.1.(歐姆表的構(gòu)造和原理)(多選)歐姆表的內(nèi)部電路如圖10所示，已知電流計的電阻為Rg，滑動變阻器接入電路的阻值為R0，電源的電動勢和內(nèi)阻分別為E、r.下列說法正確的是()圖10A.歐姆表的工作原理是閉合電路的歐姆定律B.電路圖中左側(cè)的表筆為黑表筆C.歐姆表表盤的最左端為歐姆“0”刻度D.歐姆表表盤的中間刻度值為R中rRgR0答案AD解析歐姆表是根據(jù)閉合電路的歐姆定律制成的，A正確；電流從黑表筆出，紅表筆進(jìn)，B錯誤；“”刻度在刻度盤的左端，C錯誤；當(dāng)歐姆表指針指在中間位置時，Ig，所以RxRgR0r，即中間刻度值為R中rRgR0，D正確.2.(歐姆表的表盤標(biāo)度)把一個滿偏電流為3mA的電流表改裝成歐姆表，其中電源電動勢為3V.在測電阻時，電流表指針指在表盤上2mA處，在改成相應(yīng)的電阻刻度時，應(yīng)是()A.250B.500C.1000D.1500答案B解析當(dāng)電流表滿偏時，歐姆表的內(nèi)阻為R內(nèi)1000，當(dāng)電流表指針指在表盤上2mA處時，整個回路的電阻RxR內(nèi)1500，所以Rx500，選項B正確.3.(多用電表的簡單構(gòu)造)如圖11所示為多用電表電路圖，如果用該多用電表測量直流電壓U和電阻R，紅表筆插入多用電表的正()插孔，則()圖11A.前者電流從紅表筆流入多用電表，后者電流從紅表筆流出多用電表B.前者電流從紅表筆流入多用電表，后者電流從紅表筆流入多用電表C.前者電流從紅表筆流出多用電表，后者電流從紅表筆流出多用電表D.前者電流從紅表筆流出多用電表，后者電流從紅表筆流入多用電表答案B解析題圖中所示是多用電表電路圖，無論是測電壓U還是測電阻R，電流都是從紅表筆流入多用電表，從黑表筆流出多用電表，選項B正確.4.(綜合應(yīng)用)如圖12所示為一簡單歐姆表的原理示意圖，其中電流表的滿偏電流Ig300A，內(nèi)阻Rg100，可變電阻R的最大阻值為10k，電池的電動勢E1.5V，內(nèi)阻r0.5，圖中與接線柱A相連的表筆顏色應(yīng)是_色.按正確使用方法測量電阻Rx的阻值時，指針指在刻度盤的正中央，則Rx_k.圖12答案紅5解析由I及Ig，且指針指在刻度盤中央，IIg150A，聯(lián)立解得Rx5k.一、選擇題考點(diǎn)一歐姆表的原理1.以下是歐姆表原理的電路示意圖，正確的是()答案C解析選項B的歐姆表中沒有可調(diào)電阻，B錯；選項A、D電流表的負(fù)極接到了電源的正極，A、D錯；紅表筆應(yīng)接電源的負(fù)極，黑表筆應(yīng)接電源的正極，C對.2.(多選)下列關(guān)于多用電表歐姆擋的說法中，正確的是()A.表盤刻度是不均勻的，從零刻度處開始，刻度值越大處，刻度線越疏B.紅表筆是與表內(nèi)的電源正極相連的C.測電阻時，首先要把紅、黑表筆短接進(jìn)行調(diào)零，然后再去測電阻D.為了減小誤差，應(yīng)盡量使指針指在中間刻度附近答案CD解析由I，電流I與對應(yīng)的待測電阻阻值Rx不成正比，電阻的刻度線是不均勻的，刻度值越大處刻度線越密，故A錯誤；在歐姆表內(nèi)部黑表筆接的是電源的正極，故B錯誤；測電阻時，首先要把紅、黑表筆短接進(jìn)行調(diào)零，然后再去測電阻，故C正確；當(dāng)指針指在刻度盤的中間刻度附近時，測量的數(shù)據(jù)誤差最小，所以為了減小誤差，應(yīng)盡量使指針指在中間刻度附近，故D正確.3.如圖1是一個將電流表改裝成歐姆表的示意圖，此歐姆表已經(jīng)調(diào)零，用此歐姆表測一阻值為R的電阻時，指針偏轉(zhuǎn)至滿刻度的處.現(xiàn)用該表測一未知電阻，指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的處，則該電阻的阻值為()圖1A.4RB.5RC.10RD.16R答案D解析由閉合電路的歐姆定律得：調(diào)零時有EIgR內(nèi)；指針偏轉(zhuǎn)至滿刻度的時有E；指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的時有E.聯(lián)立三式可解得Rx16R.D正確，A、B、C錯誤.4.一個用滿偏電流為3mA的電流表改裝成的歐姆表，調(diào)零后用它測量500的標(biāo)準(zhǔn)電阻時，指針恰好指在刻度盤的正中間.如用它測量一個未知電阻時，指針指在1mA處，則被測電阻的阻值為()A.1000B.5000C.1500D.20xx答案A解析設(shè)歐姆表的內(nèi)阻為R內(nèi)，由閉合電路歐姆定律知：3103 A，1.5103 A，所以R內(nèi)500 ，E1.5 V，又1103 A，所以Rx1 000 ，故選A.5.(20xx華南師大附中期末)如圖2所示為歐姆表的原理示意圖.其中，電流表的滿偏電流為300A，內(nèi)阻rg100，調(diào)零電阻最大值R50k，串聯(lián)的定值電阻R050，電池電動勢E1.5V.用它測量電阻Rx，能準(zhǔn)確測量的阻值范圍是()圖2A.3080kB.38kC.300800D.3080答案B解析用歐姆表測量電阻，指針指在表盤中央附近時測量結(jié)果比較準(zhǔn)確.當(dāng)電流最大時，Ig，其中R內(nèi)為歐姆表的內(nèi)阻，得R內(nèi)5000，用它測量電阻Rx，當(dāng)指針指在表盤中央時Ig，得RxR內(nèi)5000，故能準(zhǔn)確測量的阻值范圍是5k附近，選項B正確.考點(diǎn)二多用電表的原理6.(多選)關(guān)于多用電表表盤上的刻度線，下列說法中正確的是()A.直流電流刻度線和直流電壓刻度線都是均勻的，可以共用同一刻度線B.電阻刻度線是不均勻的C.電阻刻度上的零刻度線與直流電流的最大刻度線相對應(yīng)D.電阻刻度上的零刻度線與直流電流的最大刻度線不對應(yīng)答案ABC7.(多選)(20xx瀏陽一中期中)某同學(xué)設(shè)計了一個多量程多用電表，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖如圖3所示.測電流和測電壓時各有兩個量程，還有兩個擋位用來測電阻.下列說法正確的是()圖3A.當(dāng)功能選擇開關(guān)S與觸點(diǎn)1、2相接時，測的是電流B.當(dāng)功能選擇開關(guān)S與觸點(diǎn)3、4相接時，測的是電壓C.A表筆為紅表筆，B表筆為黑表筆D.功能選擇開關(guān)S旋到觸點(diǎn)5時的量程比旋到觸點(diǎn)6時的量程大答案AC解析當(dāng)功能選擇開關(guān)S與觸點(diǎn)1、2相接時，表頭并聯(lián)電阻，改裝為電流表，選項A正確；當(dāng)功能選擇開關(guān)S與觸點(diǎn)3、4相接時，內(nèi)含電源和調(diào)零電阻，測的是電阻，選項B錯誤；電流從紅表筆流進(jìn)，則A表筆為紅表筆，B表筆為黑表筆，選項C正確；功能選擇開關(guān)S旋到觸點(diǎn)5時串聯(lián)一個電阻，串聯(lián)的電阻值比旋到觸點(diǎn)6時小，旋到觸點(diǎn)5時的量程比旋到觸點(diǎn)6時的量程小，選項D錯誤.二、非選擇題8.在物理課外活動中，劉聰同學(xué)制作了一個簡單的多用電表，如圖4甲為電表的電路圖.已知選用的電流表內(nèi)阻Rg10、滿偏電流Ig10mA，當(dāng)選擇開關(guān)接3時為量程250V的電壓表.該多用電表表盤如圖乙所示，下排刻度均勻，C為上排刻度線的中間刻度，由于粗心，上排刻度線對應(yīng)數(shù)據(jù)沒有標(biāo)出.圖4(1)若指針在圖乙所示位置，選擇開關(guān)接1時其讀數(shù)為_mA；選擇開關(guān)接3時其讀數(shù)為_V.(2)為了測該多用電表歐姆擋的電阻和表內(nèi)電源的電動勢，劉聰同學(xué)在實驗室找到了一個電阻箱，設(shè)計了如下實驗：將選擇開關(guān)接2，紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)R1的阻值使電表指針滿偏；將電表紅、黑表筆與電阻箱相連，調(diào)節(jié)電阻箱使電表指針指C處，此時電阻箱的示數(shù)如圖5，則C處刻度應(yīng)為_.圖5計算得到多用電表內(nèi)電池的電動勢為_V.(保留兩位有效數(shù)字)(3)調(diào)零后將多用電表紅、黑表筆與某一待測電阻相連，若指針指在圖乙所示位置，則待測電阻的阻值為_.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)答案(1)6.9173(172