高中物理-多用电表讲义

高二物理多用表总结讲义【本讲主要内容】多用表的原理及使用【知识点精析】1. 欧姆表的原理 欧姆表是根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，比用伏安法测电阻要方便得多。原理如图所示调零时，（表头的满偏电流）测量时，在使用欧姆挡测电阻时，应注意一下几点：1) 进行欧姆调零时，其中的调零电阻的选取以能使欧姆表调零时指针满偏为准。2) 当多用电表未接入电阻时，处于断路状态，即当Rx为无穷大时，电路中没有电流，指针不偏转，故刻度盘最左端为电阻无穷大处。3) 当表头指针半偏时，此时的电阻为Rx，则有，可以得到，此时被测电阻的阻值等于欧姆挡内阻，即中值电阻。读数时，指针应该在中值电阻左右比较准确。4) 当多用表两表笔直接相连，即Rx=0时，电路中电流最大，指针满偏，故电阻零刻度在最右端满偏电流处。5) 只要将对应Rx值的电流刻度 I改为阻值Rx，即为欧姆表。6) 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，电阻零刻度在电流满偏处。7) 红表笔接欧姆表内部电源负极，而黑表笔接内部电源的正极。2. 多用电表的使用 （1）性能：多用电表，通常叫万用表，它是实际生活中在电器安装、使用、维修过程中必备的常用仪表，多用表具有用途多、量程广、使用方便等优点，它可以用来测量交流电压、直流电压、直流电流和电阻，而且每一种测量又具有多个量程。虽然使用方便，但是其准确度稍低。 （2）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。 直流电流挡：直流电流挡的几个挡位实际是由同一表头改装而成的几个量程不同的电流表。测量步骤如下：1) 将功能选择开关旋到直流电流挡2) 测量时，应使电表与待测电路串联。3) 选择合适的量程，应尽量使指针偏转角度大一些，测量结果比较准确。4) 红表笔插入“+”插孔，黑表笔插入“-”插孔。测量时使红表笔与电源正极连接，使黑表笔与电源负极连接。5) 指针稳定后才能读数。根据档位所指的量程以及指针所指的刻度值，读出电流表的示数。【例】如上图所示使用多用表测量直流电压，当选择为直流“100mA”挡时，所测直流电压为多少毫安？直流电压挡：直流电压挡的几个挡位实际是由同一表头改装而成的几个量程不同的电压表。测量步骤如下：1) 将功能选择开关旋到直流电压挡。2) 测量时，应使电表与待测电阻或用电器并联。3) 根据待测电压的估计值选择量程。若难以估计，应按照从大到小的顺序，先将选择开关旋到最大量程上试测，然后根据测量的数值，重新确定适当的量程再进行测量。4) 红表笔插入“+”插孔，黑表笔插入“-”插孔。测量时使红表笔与电源正极连接，使黑表笔与电源负极连接。5) 指针稳定后才能读数，根据档位所指的量程以及指针所指的刻度值，读出电压表的示数。【例】如上图所示使用多用表测量直流电压，当选择为直流“50V”挡时，所测直流电压为多少伏？多用表面板如图所示，由图可知，表盘的上、中、下分别表示欧姆刻度、直流刻度（直流电流和直流电压）、交流刻度等。直流电流、电压的刻度是均匀的，电压和欧姆挡刻度是不均匀的。电流表和电压表零刻度线在左侧，最大刻度在右侧，左侧的零刻度线和欧姆表无穷大重合；右侧的最大刻度线和欧姆表零刻度线重合，欧姆表从右向左读数。电阻挡使用步骤及注意事项： 用螺丝刀进行机械调零（左侧O）。 将功能选择开关旋到电阻挡。 选挡（选择量程）：选择合适的电阻倍率，以使指针在中央刻度范围，可用比估计值低1个数量级的倍率，如估计为200就应该选10的倍率。 用调零旋钮（电阻）进行调零（表笔直接接触，指针指右侧零刻度）。 首先将待测电阻与电源断开，然后将红黑表笔接被测电阻两端进行测量。 将指针示数乘以倍率得测量值。 将选择开关扳到“OFF”挡或者交流电压最高挡。注意：a. 用欧姆挡测电阻，如果指针偏转角度太小，说明所选倍率太小，应增大倍率，使指针尽可能偏转到表盘的中间位置附近，该位置附近有较高的精度；如果指针偏转角度太大，应减小倍率。b. 每次换挡后都要重新进行电阻调零。c. 被测电阻要跟电源及其他元件断开。 （3）使用：多用表的型号很多，但使用方法基本相同，请同学们注意以下两个问题： 表的盘面上“+”、“一”插孔，表示直流电流挡、直流电压挡的正、负接线柱，因此，不管测什么项目，首先将红表笔插入“+”插孔，将黑表笔插入“一”插孔，那么用直流电流挡、直流电压挡时，电流从红表笔流入，从黑表笔流出。测电阻时，插入正插孔的红表笔与欧姆挡内电源的负极相连，为负表笔，插入负插孔的黑表笔与欧姆挡内电源的正极相连，为正表笔。 测量前，应把选择开头旋到相应项目的适当量程上，读数时要注意挡位与刻度盘的对应，直流电流挡、直流电压挡跟电流表和电压表的使用方法一样。3、使用欧姆表时应澄清的几个问题1）什么是欧姆表的中值电阻？如图1是欧姆表的测量原理图，虚线框内是欧姆表内部结构（简化），G是表头，内阻为，电池电动势为E，内阻为，R是可变电阻，也叫调零电阻。当被测电阻接入电路后，流过表头G的电流： （1）图1因为时，表头电流等于它的满偏电流，把代入（1）式有： （2）则得，是一定的，每个值对应一个确定的，正是它惟一的决定着表针的位置。由于当时，表针恰好指正中，因此又称为欧姆表的中值电阻，其实中值电阻就是欧姆表的内阻。2）欧姆表刻度为什么是不均匀的？ 当的值分别为的2、3、4倍时，电流表的电流I分别为满偏电流（满刻度）的，即电表指针的偏转角度分别为满偏时的，而此时指针在欧姆表刻度盘上的读数分别是，所以欧姆表的刻度越向左刻度越密，其分布是不均匀的。3）欧姆表是如何实现换挡的？虽然任何欧姆表的刻度都是从0到欧，但因为越向左边刻度越密，所以当被测电阻很大时，就难以得到准确的读数，要想准确测量，须增大欧姆表的中值电阻，即此时须换挡。那么欧姆表是如何实现换挡的呢？图2是欧姆表换挡的内部结构示意图，其中虚框2内的电路是欧姆表的调挡电路，通过开关S与接头1、2、3、4的接触，实现欧姆表的换挡。这些调挡电阻的关系为，挡位越大，对应的欧姆表的中值电阻就越大，即欧姆表的内阻就越大。图2 4）欧姆表是如何实现调零的？在图2中，虚框1内的电路是欧姆表的调零电路，为调零电阻，的一部分电阻（滑片P右）与表头G串联后与的另一部分电阻（滑片P左）并联。此种调零的方法称为并联调零，实际用的欧姆表大多采用的是并联调零，因为并联调零的方法引起的误差相对要小，设滑片P左边的电阻为，欧姆表短接时干路中的电流为I，则通过表头G的电流当改变欧姆表的中值电阻时，即换挡时，由闭合电路欧姆定律可知，干路中的电流I会随之发生变化，中值电阻变小，I变大，中值电阻变大，I变小，由式可知，我们可以通过滑动滑片P，使欧姆表短接时流过表头G的电流仍为，欧姆表的调零便是这样实现的。但欧姆调零也是有一定限制的，当中值电阻太大以致干路中的电流，则此时须提高电源电压才能实现欧姆调零。4、二极管二极管全称晶体二极管，它是用半导体材料制成的电子元件，二极管有二根引线，一根叫正极，一根叫负极，电路元件符号如图所示，当给二极管加上一定的正向电压时，它的电阻值很小，就像一个接通的开关一样，当给二极管加上反向电压时，它的电阻值变得很大，就像断开的开关一样，二极管只允许电流沿一种方向通过，这就是二极管的单向导电性。在图中符号上箭头的指向表示允许电流通过的方向，用多用电表测量它的电阻时，正向电阻很小，反向电阻很大。5、用多用电表判断黑盒子问题的分析方法一般电学黑盒中的电学元件包括四种：电源、电阻、二极管和电容。判断思路如下图：1关于多用电表表面上的刻度线，下列说法中不正确的是()A直流电流刻度线和直流电压刻度线都是均匀的，可以共用一刻度B电阻刻度是不均匀的C电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度线相对应D电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度线不对应2用多用电表欧姆挡测电阻，有许多注意事项，下列说法中哪些是错误的()A测量前必须调零，而且每测量一次电阻都要重新调零B每次换挡后必须电阻调零C待测电阻如果是连接在电路中，应把它先与其他元件断开，再进行测量D两个表笔要与待测电阻接触良好才能测得较准确，因此，应当用两手分别将两个表笔与电阻两端紧紧捏在一起3.(2011年金华一中高二测试)在图2811电路中，当合上开关S后，两个标有“3 V、1 W”的灯泡均不发光，用电压表测得UacUbd6 V，如果各段导线及接线处均无问题，这说明()图2811A开关S未接通B灯泡L2的灯丝断了C灯泡L1的灯丝断了D滑动变阻器R电阻丝断了4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5把一个量程为5 mA的电流表改装成欧姆表R1挡，电流表的内阻是50 ，电池的电动势是1.5 V，经过调零之后测电阻，当欧姆表指针指到满偏的位置时，被测电阻的阻值是()A50 B100 C16.7 D400 6用多用电表欧姆挡(100)测试三只二极管，其结果依次如图2812所示，关于二极管的说法正确的是() 图2812A是完好的，且a端为正极B是完好的，且a端为正极C是完好的，且b端为正极D是完好的，且b端为正极7(2011年临沂高二检测)用多用电表测直流电压U和测电阻R时，若红表笔插入多用电表的()插孔，则()A测U时电流从红表笔流入多用电表，测R时电流从红表笔流出多用电表B测U、测R电流均从红表笔流入多用电表C测U、测R电流均从红表笔流出多用电表D测U时电流从红表笔流出多用电表，测R时电流从红表笔流入多用电表8. (2011年江苏模拟)如图2813中B为电源，R1、R2为电阻，S为电键。现用多用电表测量流过电阻R2的电流将多用电表的选择开关调至直流电流挡(内阻很小)以后，正确的接法是() 图2813A保持S闭合，将红表笔接在a处，黑表笔接在b处B保持S闭合，将红表笔接在b处，黑表笔接在a处C将S断开，红表笔接在a处，黑表笔接在b处D将S断开，红表笔接在b处，黑表笔接在a处9.如图2814所示电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻器R1、R2及另外两根导线是好的为了查出断导线，某学生想先用多用电表的红表笔连接在电源的正极a，再将黑表笔连接在电阻R1的b端和R2的c端，并观察多用电表指针的示数在下列选项中，符合操作规程的是()图2814A直流10 V挡 B直流0.5 A挡C直流2.5 V挡 D欧姆挡10.如图2815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300 A，内阻rg100 ，调零电阻最大阻值R50 k，串联的固定电阻R050 ，电池电动势E1.5 V，用它测量电阻Rx，能较准确测量的阻值范围是()图2815A30 k80 kC300 k800 kB3 k8 kD3 000 k8 000 k11(2011年鲁东南三市四县模拟)一只多用电表有4个欧姆挡，分别为1、10、100、1 k，欧姆挡表盘的中间刻度值为“15”。现用它来测量一未知电阻的阻值，先将选择开关置于“100”挡处，接着将红表笔和黑表笔接触，发现表针指在“0”处，然后进行测量，结果发现表针指在欧姆挡刻度值为“200”的刻度线附近，为了使测量结果更准确，必须换挡并重新测量，下列说法正确的是()A必须将选择开关改为置于“10”挡处B必须将选择开关改为置于“1”挡处xkb1.comC换挡之后必须重新调零才能进行测量D换挡之后不必重新调零就能进行测量12(2011年福建师大附中高二检测)如图2816所示，为万用表欧姆挡的内部电路，a、b为表笔插孔，下列说法中正确的是()图2816Aa孔插红表笔B表盘刻度是均匀的C用100 挡测量时，若指针指在0 附近，则应换用1 k挡D测量“220 V 100 W”的泡的电阻，会发现测量的电阻比484 小得多13(2011年海南三亚统考)一个多用电表的电池已使用很久了，但是转动调零旋钮时，仍可使表针调至零欧姆刻度这时测量出的电阻值R测与所测电阻的真实值R真相比较，下列说法中正确的是()AR测R真 BR测R真CR测R真 D无法判断14一个用满偏电流为3 mA的电流表改装成的欧姆表，调零后用它测量500 的标准电阻时，指针恰好指在刻度盘的正中间如用它测量一个未知电阻时，指针在1 mA处，则被测电阻的阻值为()A1 000 B5 000 C1 500 D2 000 15.把一量程6 mA、内阻100的电流表改装成欧姆表，线路如右图所示，现备有如下器材：A.电源E3 V(内阻不计)；B.变阻器0100；C.变阻器0500；D.红表笔；E.黑表笔；(1)变阻器选用_(2)红表笔接_端，黑表笔接_端(3)电流表2 mA刻度处换成电阻刻度，其电阻值应为_16实验室有下列器材：A电流表(0100 A,1.5 k)；B电流表(01 mA,1 k)；C变阻器(0300 )；D变阻器(0800 )；E干电池(1.5 V，r0)；现要改装一只欧姆表，从上述备用器材中，电流表应选用_，变阻器应选用_，电源应选用_(填序号)改装好的欧姆表中心刻度的阻值为_c o m17(2011年济宁模拟)图2217为一正在测量中的多用电表表盘图2817(1)如果是用10 挡测量电阻，则读数为_.(2)如果是用直流10 mA挡测量电流，则读数为_mA.(3)如果是用直流5 V挡测量电压，则读数为_V. www.xkb1.com18 (1)用多用电表的欧姆挡测量阻值约为几十k的电阻Rx，以下给出的是可能的操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆挡调零旋钮，把你认为正确步骤前的字母按合理的顺序填写在横线上_a将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，断开两表笔b将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔c旋转S使其尖端对准欧姆挡1 kd旋转S使其尖端对准欧姆挡100e旋转S使其尖端对准OFF挡，并拔出两表笔(2)正确操作后，多用电表的指针位置如图2818所示，此被测电阻Rx的阻值约为_.图281819有一只电阻和一只半导体二极管串联，装在盒子里盒子外面只露出三个接线柱A、B、C，如下图甲所示，今用多用电表的欧姆挡进行测量，测量的阻值如下表所示，试在虚线框(图乙)中画出盒内元件的符号和电路红表笔ACCBAB黑表笔CABCBA阻值有阻值阻值同AC间测量值很大很小很大接近AC间电阻20.如图2819所示方框内有三个电学元件，用多用电表电压挡测量a、b、c、d任意两点间的电压均为零用欧姆挡测量：图2819(1)红表笔接a，黑表笔接b测出一定电阻值；(2)红表笔接a，黑表笔接d测出的电阻值比(1)中测到的电阻值大；(3)红表笔接b，黑表笔接a欧姆表指针几乎不偏转；(4)红表笔接c、黑表笔接d和红表笔接d、黑表笔接c测出的电阻值相同；(5)b、c之间，不管表笔如何，测到的电阻均为零。请画出方框内的电路。【答案】1、D2、AD3、B4、BD5、解析：选B.由欧姆表改装原理及闭合电路欧姆定律可得Ig，R内300 ，经过调零之后测电阻，当欧姆表指针指到满偏的位置时，Ig，得Rx100 。6、解析：选B .由图可知中正反电阻都是无穷大，二极管是坏的，A错误中正反电阻一个很大，一个较小，二极管是完好的，多用电表中的电流是从负极出来，正极进去，所以a端为二极管正极，故B正确，C错误中正反电阻都是较小电阻值，二极管是坏的，D错误。7、解析：选B.用多用电表测量直流电压U时，多用电表就是电压表，电流从红表笔流入，黑表笔流出，用多用电表测量电阻R时，多用电表内部有电源，电流也是从红表笔流入，黑表笔流出，故B正确，A、C、D错误。8、C9、解析：选A。因为被检测的电路为含电源电路，所以选用欧姆挡一定不可由于电路中电源电动势为6 V，所以选用直流2.5 V挡也不安全估测电路中电流，最大值可能为Im A1.2 A，所以选用直流0.5 A挡也不对，只有选用直流10 V挡。www.xkb1.com答案：A10、解析：选B。当红、黑表笔短接调零时Ig，RRgR0 5000 。使用欧姆表读数时在中值电阻5 k左右读数最为准确，所以能准确测量的阻值范围为3 k8 k。11、解析：选C.选用“100”挡指针指在“200”处，读数约为20000 ，说明选用的量程偏小，应选用“1 k”挡，重新调零后进行测量，故只有C选项正确。12、解析：选AD.红表笔应接内部电池负极，A正确；欧姆表刻度不均匀，B错误；若用100 挡测量时，指针指在0 附近，说明所选挡位太大，应换用10挡，C错误；测灯泡电阻时是在不通电情况下测量的，其测量值应比由P算出的阻值小得多，D正确。13、解析：选B.干电池用久了，电动势稍变小些，由R中知，R中变小，仍用原来的刻度盘其读数偏大，故B正确。14、解析：本题主要考查对欧姆表的原理的理解，设欧姆表的内阻为R内，由欧姆定律知3103 A，1.5103 A，所以R内500 ，E1.5 V，又1103 A，所以Rx1 000 。答案：A15、解析：(1)两表笔直接接触时，调节变阻器阻值使电流达到满偏Ig，解得R0400 ，故变阻器应选C；(2)红表笔接内部电源的负极，黑表笔接内部电源的正极，所以红表笔接N端，黑表笔接M端；(3)电流I2 mA时，有I，解得Rx1000 。答案：(1)C(2)N M(3)1000 16、解析：若选项用A电流表需要变阻器的最大阻值为RE/Ig1.5 k13.5 k.C、D两个变阻器都不能用，故不能选A电流表若选用B电流表需要变阻器的最大阻值为RE/Ig1 k0.5 k500 ，D变阻器可以满足，故电流表选B，滑动变阻器选D.欧姆表中心刻度的阻值为R中R内E/Ig1.5 V/1 mA1.5 k，由于只有一个电源，故电源选E。答案：BDE1.5 kX k b 1 .17、答案：(1)60(2)7.18(3)3.5918、解析：(1)在使用多用电表测电阻时，应该先选挡、电阻调零，测量电阻，最后将选择开关对准OFF挡在选挡时注意使指针尽量指在中值刻度附近。故正确顺序应为c、a、b、e。(2)从图上可读得数据为30，然后乘以倍率，故Rx的阻值为30 k。 新课 标 第一网答案：(1)c、a、b、e(2)30 k19、解析：根据AC间的电阻阻值情况可知，AC间显然为一只电阻；根据BC间测得的阻值情况及二极管的单向导电性可知，BC间应是一只二极管，且B接负极，C接正极；AB间测得的阻值情况进一步说明上述判断是合理的，所以盒内元件的连接情况如下图所示答案：20、解析：由(1)(3)可知a、b之间有二极管，且b接二极管的正极；由(1)(2)可知d、a之间比b、a之间多出电阻；由(4)可知c、d之间有电阻由(5)可知b、c之间是导线综合以上可得方框内三个电学元件组合如图答案：见解析图