（2021新人教版）高中物理必修第三册12.2-5欧姆表的原理学案.docx

1、欧姆表的原理欧姆表的原理 【知识梳理】【知识梳理】 一、欧姆表的构造及原理一、欧姆表的构造及原理(欧姆表的改装欧姆表的改装) 1情景：如图电路中电源的电动势 E1.5V，内阻 r0.5，电流表满偏电流 Ig 10mA，电流表的电阻 Rg7.5，A、B 为接线柱。 (1)用一条导线把 A、B 直接连起来，此时应把 R 调节为多少，才能使电流表恰好达 到满偏电流？ Ig E RgRr 解得 R142 (2)调至满偏后保持 R 不变，在 A、B 间接接入一个 150的定值电阻 R0，电流表指 针指着多少刻度的位置？ I E RgRrR0 解得 I5mA (3)如果把任意电阻 Rx接在 A、B 间，电

2、流表读数 I 与 Rx的值有什么关系？ I E RgRrRx 解得 RxE I RgRr1.5V I 150 总结分析：当红、黑表笔之间接有未知电阻 Rx时，有 I E RgRrRx，即 R xE I RgRr。故每一个未知电阻 Rx都对应一个电流值 I。我们将刻度盘上电流的刻度换成 所对应的 Rx的值，这样就改装成一个测量电阻的仪器了。 2欧姆表改装 (1)构造：欧姆表由电流表 G、电池、调零电阻 R 和红、黑表笔组成。欧姆表内部电 阻 R 内RgRr，外部接被测电阻 Rx，全电路总电阻 R总RgRrRxR内Rx。 (2)改装说明： 红、黑表笔短接(被测电阻 Rx0)时，调节调零电阻 R，使

3、电流表指针达到满偏， 有 IIg E RgRr，这一过程叫欧姆调零。满偏电流 I g处可标电阻大小为“0” 。(图甲) 红、黑表笔断开(Rx)时，指针不偏转，有 I0。可以在 I0 处标电阻大小为 “” 。(图乙) 当 RxRgRr 时，指针偏转到表盘中间，有 IIg 2，此时 R x等于欧姆表的内阻 值 R内，称为中值电阻。 但是由于 I 与 R 是非线性关系，虽然表盘上电流刻度是均匀的，但对应的电阻刻 度却是不均匀的，且越靠近“”越密。 二、多用电表档位电路示意图二、多用电表档位电路示意图 如图所示，多用电表是由一只小量程的电流表与若干元件组成的，每进行一种测量 时，只使用其中一部分电路，

4、其他部分不起作用。 (1)当 S 接通 1 或 2 时，表头与电阻并联，所以 1、2 为电流挡，由于并联阻值的大 小不同，量程也不同，1 的量程较大。 (2)当 S 接通 3 或 4 时，接通内部电源，此时为欧姆挡，4 的倍率比 3 的倍率高。 (3)当 S 接通 5 或 6 时，表头与电阻串联，此时为电压挡，由于串联的阻值不同，6 的量程比 5 的量程大。 【巩固训练巩固训练】 1 如图是一个多用表欧姆挡内部电路示意图。 电流表满偏电流 0.5 mA、 内阻 10 ； 电池电动势 1.5 V、内阻 1 ；变阻器 R0阻值 05 000 。 (1)该欧姆表的刻度值是按电池电动势为 1.5 V

5、刻度的，当电池的电动势下降到 1.45 V、内阻增大到 4 时仍可调零。调零后 R0阻值将变_(选填“大”或“小”)；若测得 某电阻阻值为 300 ，则这个电阻的真实值是_ 。 (2)该欧姆表换了一个电动势为 1.5 V，内阻为 10 的电池，调零后测量某电阻的阻 值，其测量结果_(选填“偏大”“偏小”或“准确”)。 解析(1)由闭合电路欧姆定律：Ig E RgrR0得：R 0E IgR gr，因为式中 E 变 小，r 变大，故 R0将减小；因为该欧姆表的刻度是按电池电动势为 E1.5 V 刻度的。 测得某电阻阻值为 300 时，电流表中的电流 I E RR，其中 R E Ig，当电池电动势下

6、 降到 E1.45 V 时，此时欧姆表的内阻 RE Ig，由闭合电路的欧姆定律得 I E RR， 解得真实值 R290 。 (2)该欧姆表换了一个电动势为 1.5 V，内阻为 10 的电池，调零后测量某电阻 的阻值的测量结果准确，因为电源的内阻的变化，可以通过调零电阻的阻值的变化来抵 消。 答案(1)小290(2)准确 2某课外兴趣小组利用图甲所示电路测量多用电表内电池的电动势和欧姆挡“1” 挡内部电路的总电阻。使用的器材有：多用电表；电流表(量程 200 mA，内阻为几欧)； 滑动变阻器(最大阻值 30 )；导线若干。 甲乙 丙 回答下列问题： (1)将多用电表挡位调到欧姆挡“1”挡，再将红

7、表笔和黑表笔_，调零点。 (2)将图甲中多用电表的黑表笔和_(填“1”或“2”)端相连，红表笔和另一端相 连。 (3)调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零。此时多用电表和电流表的读 数分别为 5.0 和 150.0 mA。从测量数据可知，电流表的内阻为_ 。 (4)将滑动变阻器滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图乙所示，这时电流表的 示数如图丙所示。多用电表和电流表的读数分别为_ 和_ mA。 (5)多用电表欧姆挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、 一个理想电流表和一个 电阻串联而成的电路，如图所示。根据前面的实验数据计算可得，此多用电表内电池的 电动势为_ V， 欧姆挡“1”挡内

8、部电路的总电阻为_ 。 (结果保留 2 位有效 数字) 解析(1)使用多用电表测电阻前，应首先将红、黑表笔短接进行欧姆调零。 (2)多用电表电流为“红进黑出”， 图甲中外电路电流由 2 到 1， 所以黑表笔应连 2 端。 (3)当滑动变阻器接入电路的阻值为零时，多用电表所测电阻为外电路电阻，即电流 表内阻，所以电流表内阻为 5.0 。 (4)根据表盘上最上面的刻度线读数可知，结果为 101 10 ，由图丙知电流表 读数为 128 mA。 (5)由闭合电路欧姆定律得 EI1(rAR 内)， EI2(R外R内)， 代入数据解得 E4.4 V， R内24 。 答案(1)短接(2)2(3)5.0(4)

9、10128(5)4.424 练 3如图所示为多量程多用电表的示意图。 (1)当接通 1 或 2 时,为_(选填“电流”“电阻”或“电压”)挡。1 的量程比 2 的 量程_(选填“大”或“小”)。 (2)测量某电阻时,用欧姆挡“10”挡时,发现指针偏转角度过大,他应该换用欧姆挡 _(选填“1”或“100”)挡。换挡后,在测量前要先进行_。 (3)该同学要测量多用电表直流“2.5 V”挡的内阻 RV(约为 20 k)。除此多用电表外,还有 以下器材:直流电源一个(电动势 E 为 3 V,内阻可忽略不计)、 电阻一个(阻值 R 为 10 k)、 开关一个、导线若干。 要求:在方框中画出实验电路图(多

10、用电表用表示); 写出 RV的表达式_(用字母表示,并说明所用字母的物理意义)。 【解析】 (1)将电流计改装成电流表时要并联电阻分流,所以 1、 2 是电流挡;并联电阻越小, 分流越大,则改装的电流表量程越大,故 1 位置的量程较大。 (2)因偏转角度过大,则电阻小,要用小量程的,选择“1”挡,换挡后电路改变,要重新进行欧 姆调零。 (3)实验电路图如图所示。 在设计的电路图中,多用电表与电阻串联,通过它们的电流相等,所以有 ? ?= ?-? ? ,因此 RV= ? ?-?,其中 U 为多用电表直流“2.5 V”挡的读数,R 为 10 k,E 为电源的电动势。 答案:(1)电流大(2)1欧姆调零(3) 如图RV UR EU