选修2-1《第3节多用电表》集体备课教案设计

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重点难点

重点：多用电表的结构和使用技能

难点：欧姆表的工作原理

设计思想

本节是闭合电路欧姆定律的一个应用，学生在之前也学习了电流表和电压表的改装，此时学习使用多用电表有利于巩固对闭合电路欧姆定律的认识。多用电表是日常生活中应用比较广泛的电学测量仪器，掌握多用电表中的欧姆表的原理和使用方法，对提高学生科学素养具有重要意义。欧姆表的工作原理是本节的难点，对欧姆表测电阻的原理要重点介绍，至于中值电阻以及欧姆表的非线性问题可稍加补充；多用电表的内部结构不一定要详细介绍，重在教会学生学会使用多用电表测电流、测电压、测电阻、判断二极管等。

教学资源 《认识多用电表》多媒体课件、多用电表（指针式）、小灯泡、电池、开关、导线（若干）。

教学设计

【课堂引入】

问题：常规测电阻的方法是用伏安法测量，但实验过程较为繁琐，有没有一种直接测量电阻的仪器呢，我们来学习第七节――学生实验：练习作用多用电表。

【课堂学习】

学习活动一：理解欧姆表的工作原理

问题1：欧姆表内部的构造是怎样的？

欧姆表的内部主要由三部分组成，如图所示，G是电流表(表头)，表头电阻是Rg，满偏电流为Ig，电池的电动势为E，内阻是r，电阻R是可变电阻，也叫调零电阻，外部还有接线柱和两支测量表笔（红黑表笔）。原理图上方为欧姆表刻度盘。

问题2： 欧姆表测电阻的原理是什么？

欧姆表测电阻的原理是闭合电路欧姆定律。当正(红)、负(黑)表笔直接相接时，相当于被测电阻Rx＝0，调节R的阻值，使 EMBED Equation.3 ，则表头的指针指到满刻度，所以刻度盘上指针在满偏处，将这里定为电阻刻度的零点，而 EMBED Equation.3 是欧姆表的内阻。

当正、负表笔不接触时，相当于被测电阻Rx＝∞，电流表中没有电流，表的指针不偏转，此时指针所指的位置是刻度的“∞”点。

当正、负表笔间接入被测电阻Rx时，通过表头的电流 EMBED Equation.3 ，改变Rx时，电流I随着改变，每个Rx值都对应一个电流I值。在刻度 盘上直接标出与I值对应的Rx值，就将一个电流表刻度盘改为一个欧姆表刻度盘了。

问题3：当欧姆表测量某一电阻Rx 时表头指针恰指在刻度盘正中央，此时的被测电阻有什么特征？

此时流过表头的电流为满偏电流的一半，说明被测电阻恰和欧姆表的内阻相等，即 EMBED Equation.3 ，所以表盘中央读数值又叫 中值电阻。

注意 (1)欧姆表的刻度不是均匀的，零刻度在刻度盘最右边，越往左刻度越密．从理论上讲，欧姆表可直接测量从零到无限大之间任何阻值的电阻，但由于面板刻度的不均匀(即I与Rx的非线性关系)，使得在零值附近与无限大值附近很难较准确地读出被测电阻的数值(测量误差很大)，一般说欧姆表刻度标尺长度的1/3～2/3之间为有效工作刻度．另外，当Rx≈R内时，即被测电阻在中值电阻附近时，指针偏角φ与Rx的关系比较接近线性，刻度较均匀，因此在具体测量时，最好使指针位于中央附近．

(2) 欧姆表的红表笔(正接线柱)和内部电源的负极相通，黑表笔(负接线柱)和内部电源的正极相通，这是为了和测电流、电压一致，都使电流从正接线柱流入，从负接线柱流出才这样设计的．

问题4：多用电表是如何将电流表、电压表和欧姆表等组合在一起的？如何选择各测量功能？

将电流表、电压表和欧姆表共同使用一个表头，就成为多用电表，也称万用表。多用电表的外形如图甲所示，表的上半部分为表盘，下半部分是选择开关，周围标有测量功能的区域及量程．将多用电表的选择开关旋转到电流档，多用电表内的电流表电路就被接通；选择开关旋转到电压档，表内的电压表电路就被接通．选择开关旋转到欧姆档，表头就串联了电池和调零电阻。如图乙所示是一种多量程多用电表的电路示意图，电流、电压、电阻各有两个量程．开关调至1、2位置时为电流档，调至3、4位置时为电阻档，调至5、6位置时为电压档，在识别电阻档和电压档电路时，可以把虚线框内电路当成一个电流表．

学习活动二：学习使用多用电表