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新人教版 必修三
第十二章 电能 能量守恒定律
第2节 （第三课时） 多用电表的原理
如何测量电阻？
多用电表是一种可以同时测量电压、电流和电阻的电表。
新课引入
欧姆表是在电流表的基础上改装而成的。为了使测量电阻时电 流表指针能够偏转，表内应有电源。
设电源的电动势为E，内阻为r，电流表的电阻为Rg，可变电 阻为 R1，电流表满偏电流为 Ig，欧姆表的总电阻为 RΩ
当红、黑表笔直接接触时（相当于被测电阻为0），
学习任务一：欧姆表的原理
当红、黑表笔之间接有待测电阻Rx 时，电流表指针指在Ix 处，
待测电阻与电流是线性关系吗？
学习任务一：欧姆表的原理
由上式可知，电阻与电流存在一一对应关系，因此，只要将原来的电流刻度转换成对用的电阻刻度，指针就能够指示出被测电阻的阻值。不过与之间不是线性关系，所以刻度盘上的电阻值刻度不均匀
(1) 零刻度在右边，左边为无限大。
(2)刻度不均匀,左密右疏。
(3) 中间刻度比较均匀，故当指针指在表盘中间刻度附近时，测量结果比较准确。
学习任务一：欧姆表的原理
如图甲为物理兴趣小组设计的多用电表的电路原理图。他们选用内阻Rg＝10 Ω、满偏电流Ig＝10 mA的电流表、标识不清的电源，以及由定值电阻、导线、滑动变阻器等组装好的多用电表。当选择开关接“3”时为量程250 V的电压表。该多用电表表盘如图乙所示，下排刻度均匀，上排刻度线对应数值还没有及时标出。
例题
(1)由题中所给已知条件可得图甲中电阻R2＝__________Ω。
(2)选择开关接“1”时，两表笔接入待测电路，若指针指在图乙所示位置，其读数为__________mA。
(3)兴趣小组在实验室找到了一个电阻箱，利用组装好的多用电表设计了如下从“校”到“测”的实验：
①该多用电表A、B接线柱中________(填写“A”或“B”)应接红表笔；
②将选择开关接“2”，红黑表笔短接，调节R1的阻值使电表指针满偏；
③将多用电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使多用电表指针指在电表刻度盘中央C处，此时电阻箱如图丙所示，则C处刻度线的标注值应为________Ω。
④用待测电阻Rx代替电阻箱接入两表笔之间，表盘指针依旧指在图乙所示位置，则计算可知待测电阻约为Rx＝________Ω。(保留三位有效数字)
例题
解析：(1)由题中所给已知条件可得图甲中电阻
(2)选择开关接“1”时，两表笔接入待测电路，若指针指在图乙所示位置，因最小刻度为0.2 mA，则其读数为6.9 mA。
(3)①该多用电表A、B接线柱中因A接内部电源的负极，可知A应接红表笔；
③由电阻箱可知，C处刻度线的标注值应为150 Ω。
④由闭合电路的欧姆定律可得
联立解得
例 题
1
2
3
A
B
A
A
甲
乙
丙
R1
R2
B
A
A
B
A
A
B
R1
R2
A
电流表
欧姆表
电压表
问题:能否让它们共用一个表头制成一个多用电表呢
请完成最简单的多用电表的电路图。
学习任务二：多用电表的结构
E
E
A
B
1
2
3
4
5
6
1.开关S调到1、2、3、4、5、6位置时电表分别测的是什么
2.在测量电流或电压时两个位置中哪个位置的量程比较大
1、2为电流表；
3、4为欧姆表；
5、6为电压表
电流：1大；
电压：6大
量程扩展：
学习任务二：多用电表的结构
1．欧姆表的内部电路如图所示，已知电流计的电阻为Rg，滑动变阻器接入电路的阻值为R0，电源的电动势和内阻分别为E、r，下列说法正确的是（　　）
A．欧姆表的工作原理是闭合电路欧姆定律
B．电路图中左侧的表笔为黑表笔
C．欧姆表表盘的最左端为欧姆“0”刻度
D．欧姆表表盘的中间刻度值为R中=r+Rg+R0
AD
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2.如图是一个多用表的刻度盘，当多用表选择开关置于“30mA”档时，测出的电流强度为 ；当选择开关置于“12V”档时，测出的电压为 ;当选择开关置于“×100 Ω” 档时，测出的电阻为 。
0
3
6
100
5 kΩ
8.0V
20.0mA
R中=100 Ω，Rx=50 Ω
【解析】
指针所指处的电阻刻度是50Ω，则测出的电阻为5kΩ
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3.图a是多用电表的表盘示意图，小明用多用电表“×10”倍率的欧姆挡测量一只电阻的阻值，发现指针偏转角太小，为了测量结果比较精确，小明按以下步骤进行了实验：
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(1)应换用________(选填“×1”或“×100”)倍率的欧姆挡。
(2)两表笔短接，通过调节______(选填“S”“T”或“K”)，进行欧姆调零。
(3)重新测量并读数，若这时刻度盘上的指针位置如图b所示，测量结果是________Ω。
(4)图c是小明刚刚使用过的两种倍率的欧姆挡内部电路示意图，R2为欧姆调零电阻。当开关S断开时的倍率是________(选填“×1”“×10”或“×100”)。同时应保证R1的阻值是灵敏电流计Rg的________倍。
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(1)用多用电表“×10”倍率的欧姆挡测量电阻的阻值，指针偏转角太小，说明示数大了，要想使示数指在中值电阻附近，选用大倍率的，故选用“×100”倍率的欧姆挡；
(2)两表笔短接，调节欧姆挡调零旋钮，使指针指在0 Ω处；
(3)由图可知，指针示数为11.0，因挡位为×100, 故电阻读数为R＝11.0×100 Ω＝1 100 Ω；
(4)当开关S断开时，通过干路的最大电流最小，根据闭合电路欧姆定律，表头达到最大电流时，电路总电阻变大，故量程变大，故选“×100”倍率的欧姆挡；小明选用的欧姆挡倍率扩大十倍，即断开前通过干路的最大电流是表头最大量程的十倍，根据并联电路电压电流关系可得
解得 。
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4.图甲为一个简易欧姆表的电路图，图乙为其表盘的标度，已知表盘中间的刻度值为“15”，图中所用器材如下：
A．干电池(电动势E＝1.5 V，内阻r＝1 Ω)
B．电流表G(满偏电流Ig＝1 mA，内阻Rg＝180 Ω)
C．电阻箱R0(最大阻值999.9 Ω)
D．滑动变阻器R (最大阻值为2 000 Ω)
E．开关一个，导线若干
根据实验电路和实验器材，完成以下问题：
(1)开关S断开时，将a、b表笔短接进行欧姆调零，此时滑动变阻器R接入电路的阻值为______Ω，此时该欧姆表的倍率为______(选填“×1”“×10”“×100”或“×1 000”)；
(2)现在(1)中倍率情况下进行欧姆调零后测某一电阻阻值，指针正好指在“30”刻度线上如图乙所示，由于欧姆表使用了一段时间，电池电动势变为1.45 V，内阻变大，则该待测电阻的实际阻值为________Ω；
(3)闭合开关S，适当调整电阻箱R0的阻值，该欧姆表的倍率将________(选填“变大”或“变小”)。
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解析：(1)开关S断开时，将a、b表笔短接进行欧姆调零，有
代入数据解得此时滑动变阻器R接入电路的阻值为
此时欧姆表的内阻为
表盘中间的刻度值为“15”，则欧姆表的倍率为×100。
(2)当用电动势为1.5 V的电池测量某电阻时，刻度处电流
当用电动势为1.45 V的电池测量另一电阻时指针在相同刻度处，则
知
解得
(3)闭合开关S，适当调整电阻箱R0的阻值，欧姆表内阻减小，新欧姆表的倍率较改装前欧姆表的倍率变小。
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