高中物理《多用电表的原理与使用》（鲁科版选修3-1）

欢迎进入物理课堂 第2节多用电表的原理与使用 1 通过对多用电表电路图的等效分析 初步了解多用电表的原理 2 通过对多用电表的实际操作 学会使用多用电表 3 通过多用电表原理的学习 体会等效思维方法在科学研究中的作用 1 按照有效数字规则读出下列电表图的测量值 1 接0 3V量程时读数为 V 2 接0 15V量程时读数为 V 3 接0 3A量程时读数为 A 4 接0 0 6A量程时读数为 A 解析 1 电压表接0 3V量程时 精确度为0 1V 读数时应向下一位估读 接0 15V量程时 精确度为0 5V 读数时应同位估读 电流表接0 3A量程时 精确度为0 1A 读数时应向下一位估读 接0 0 6A量程时 精确度为0 02A 读数时应同位估读 答案 1 2 17 2 10 8 3 0 81 4 0 16 1 多用电表的原理图是怎样的 2 多用电表欧姆挡的 0 和 有何意义 3 多用电表欧姆挡中电流I与电阻R的对应关系如何 4 什么是机械调零和欧姆调零 5 利用多用电表如何测电阻 6 利用多用电表如何测电压和电流 7 如何测二极管电阻 8 二极管有何特点 一 多用电表的原理1 简单的多用电表原理图如图所示 是简化的多用电表电路图 它由表头G 直流电流测量电路 直流电压测量电路 电阻测量电路以及转换开关S等部分组成 其中1 2为测量端 3 4为测量端 5为测量端 测量时 黑表笔插入 插孔 红表笔插入 插孔 并通过转换开关接入与待测物理量相应的测量端 使用时 电路只有一部分起作用 电流 电压 电阻 转换开关接1或2时测直流电流 接3或4时测直流电压 接5时 测电阻 2 外部结构名称如下图是一种多用电表外形图 表的上半部分为 下半部分是 周围标有测量功能的区域及量程 将选择开关旋转到电流挡 多用电表内的电流表电路就被接通 选择开关旋转到电压挡或电阻挡 表内的或欧姆表电路就被接通 在不使用时 应把选择开关旋到挡 或交流电压最高挡 表盘 选择开关 电压表电路 OFF 3 多用电表电阻挡原理 1 内部构造 由 三部分组成 2 原理 欧姆表是依据制成的 简单结构如右图所示 表头 电源 可变电阻 闭合电路欧姆定律 当红 黑表笔间接入被测电阻Rx时 通过表头的电流I 改变Rx 电流I随着改变 每个Rx值都对应一个电流值 在刻度盘上直接标出与I值对应的值 就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值 电阻 二 操作实践 练习使用多用电表1 使用多用电表测量电压 1 选择直流电压挡合适的 2 将电表与被测电路 2 使用多用电表测量电流 1 选择直流电流挡合适的量程 2 将被测电路导线卸开一端 把多用表在电路中 3 读数时 首先要认清刻度盘上的 量程 并联 串联 最小刻度 3 用多用电表测电阻 1 要将选择开关扳到挡上 此时红表笔连接表内电源的极 黑表笔连接表内电源的极 选好量程后 先 然后测量 测量完毕 应把选择开关旋转到挡 2 用多用电表测电压测电流及测电阻时 电流都是从表笔流入电表 从表笔流出电表 欧姆 负 正 欧姆调零 OFF 红 黑 4 二极管的特点及其电阻测量 1 特点 如下图所示 它由材料制成 有两个电极 2 电阻测量 正向电阻 反向电阻 可用多用电表判断它的或区分它的 二极管具有单向导电性 半导体 较小 较大 正负极 好坏 一 欧姆表原理的理解1 原理如下图所示2 刻度标注 1 0 标注 当红 黑表笔相接时 上图甲 相当于被测电阻Rx 0 调节R的阻值 使E r Rg R Ig 则表头的指针指到满刻度 所以刻度盘上指针指在满偏处定为欧姆表刻度的零点 注意此时欧姆表的内阻是r Rg R 多用电表测电流 电压和电阻时共用一个刻度盘 但不共用一条刻度线 电流 电压的零刻度在刻度盘的左端 电阻的零刻度在刻度盘的右端 电阻越大 电流越小 指针偏转角也越小 1 一个量程为1mA的毫安表 改装成欧姆表 所用电源的电动势是1 5V 经改装后欧姆表表盘刻度值正确的是图中的 盘面刻度被均匀分为三等分 答案 C 二 多用电表测电阻的方法1 使用多用电表测电阻的步骤 1 机械调零 使用前若表针没有停在左端 0 位置 要用螺丝刀转动调零定位螺丝 使指针指零 2 选挡 估计待测电阻的大小 旋转选择开关 使其尖端对准欧姆挡的合适挡位 3 欧姆调零 将红 黑表笔短接 调整调零电阻旋钮 使指针指在表盘右端 0 刻度处 4 测量读数 将两表笔分别与待测电阻的两端接触 表针示数乘以量程倍率即为待测电阻阻值 5 测另一电阻时重复 2 3 4 6 实验完毕 应将选择开关置于 OFF 挡或交流电压最高挡 2 测电阻时应注意的问题 1 选挡后要进行欧姆调零 2 换挡后要重新欧姆调零 3 被测电阻要与电源 其他元件分离 不能用手接触表笔的金属杆 4 被测电阻阻值等于指针示数乘以倍率 5 使用后 要将两表笔从插孔中拔出 并将选择开关旋至 OFF 挡或交流电压最高挡 6 若长期不用 应把电池取出 2 用多用电表欧姆挡测电阻时 下列说法正确的是 A 测量前必须调零 而且每测一次电阻都要重新调零B 为了使测量值比较准确 应该用两手分别将两表笔与待测电阻两端紧紧捏在一起 以使表笔与待测电阻接触良好C 待测电阻若是连在电路中 应当先把它与其他元件断开后再测量D 使用完毕应当拨出表笔 并把选择开关旋到OFF挡或交流电压最高档 答案 CD 3 用多用电表的欧姆挡测某一电阻的阻值时 分别用 1 10 100 三个电阻挡测了三次 指针所指的位置如右图所示 其中 是用 挡 是用 挡 是用 挡 为提高测量的精确度 应该用 挡 被测电阻阻值约为 解析 乘的倍率越大 示数越小 故 是 1 挡 是 10 挡 是 100 挡 为了提高测量的准确度 指针应在表盘的中间附近 故选 10 挡测量 被测电阻阻值约为30 10 300 答案 1 10 100 10300 讨论与交流 多用电表的欧姆挡的刻度是否均匀 讨论与交流 多用电表的表盘描述 点拨 面板上半部的表盘上的刻度主要有电阻 交 直流电压 电流等 下半部分主要有调零旋钮 黑 红表笔接口以及选择开关等 选择开关可选择直流电压 直流电流 交流电压和电阻 电阻挡又可选择 1 10 100 1k 等挡位 面板右下角的 插孔是红表笔插孔 接内部电流表的正接线柱 插孔是黑表笔插孔 接内部电流表的负接线柱 一只多用电表的测量电阻部分共分 1 10 100 1k四挡 表面电阻刻度如下图 a 所示 某学生用这只多用电表来测一个电阻的阻值 他选择 100挡 并按使用规则正确的调整好了多用电表 测量时表针的偏转如下图所示 b 为使测量结果尽可能准确 他决定再测量一次 再次测量中 他应选择的是 挡 在后面所给的几个操作步骤中 不需要进行的是 填步骤前的字母代号 在应该进行的操作步骤中 按顺序应选 填步骤前的字母序号 A 把两根表笔短接B 将选择开关旋转到上面所选择的量程上C 将选择开关放置到交流电压的最高挡D 在两表笔分离的情况下 调节电表的指针定位螺丝 使指针指在最左端零位E 把两根表笔分别与待测电阻两端接触 指针稳定后读出电阻值F 调节欧姆挡的调零旋钮 使指针指在电阻刻度的零位上 解析 第一次测量指针偏小 阻值大 说明应选更大倍率挡测量 所以应再选 1k 挡 不需要的步骤为D 按测量步骤应选择的步骤顺序为BAFEC 答案 1kDBAFEC 使用多用电表欧姆挡测电阻时 要熟记使用步骤和注意事项 选择合适的量程 以指针指在中央附近最准确 测量结果不要忘记乘倍率 每次换量程时必须重新进行欧姆调零 测量过程中 待测电阻必须从电路中隔离出来 且手不能接触表笔的金属杆 1 1 1 用多用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实验操作步骤 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下面的横线上 a 将两表笔短接 调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的0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 1kd 旋转S使其尖端对准欧姆挡 100e 旋转S使其尖端对准交流500V挡 并拔出两表笔 根据下图所示指针位置 此被测电阻的阻值约为 2 多选题 下述关于用多用表欧姆挡测电阻的说法中正确的是 A 测量电阻时 如果指针偏转过大 应将选择开关S拨至倍率较小的挡位 重新调零后测量B 测量电阻时 如果红 黑表笔分别插在负 正插孔 则会影响测量结果C 测量电路中的某个电阻 应该把该电阻与电路断开D 测量阻值不同的电阻时 都必须重新调零 解析 1 使用欧姆表时 指针指在 中值 附近较为准确 由图知 中值电阻为30 而被测电阻Rx为几十千欧 故选用 1k挡 测量前必须调零 实验完毕后 将选择开关拨至交流电压最高挡 故操作顺序应为 c a b e 2 指针偏角过大 说明电阻示数太小 即选用倍率过高 应换用倍率较小挡位 且重新调零 A正确 利用欧姆表测电阻时 因使用表内电源 故电阻不能在通路时测试 C正确 答案 1 c a b e30k 或30000 2 AC 1 用多用电表测直流电流时 应把选择开关旋至标有 处 并把多用电表 连接到被测电路中 若测电压时 应把选择开关旋至标有 处 并把多用电表与被测电路 联 测直流电压和电流时 都必须把红表笔接在 处 即电流会从 笔流进 2 如下图所示的 三条线分别表示多用电表指针的指示位置 将多用电表选择开关置于 1 挡 的示数 的示数 将选择开关置于直流 50V 挡 的示数为 V 的示数为 V 的示数为 V 选择开关置于直流 250V 挡时 示数为 V 的示数为 V 解析 1 多用电表测直流电流时 选择开关应置于标有 mA 处 且把电表串联接入被测电路中 测电压时 把选择开关置于标有 V 处 且并联于被测电路两端 测直流电压和直流电流时 都必须把红表笔接在电势高处 即电流从红表笔进入 2 多用表测电流或电压时 只要根据旋钮所指示的量程看表盘相对应的刻度弧线 根据读数规则 直接读出指针指示的读数即可 而欧姆表的刻度指示数乘以旋钮指示的档次倍率 才是电阻的测量值 答案 1 mA串V并电势高红 2 2836 17 814 28 0 8873 2 1 2009年安徽卷 用多用电表进行了几次测量 指针分别处于a和b的位置 如下图所示 若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的挡位 a和b的相应读数是多少 请填在表格中 答案 230 57320 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 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 3 1 用多用电表的欧姆挡 100 测试三只二极管 三次测试如下图中的 第 次 填代号 测量的二极管是好的 该二极管的正极是 端 解析 根据二极管加正向电压时 电阻值越小越好 但不能为零 否则二极管会被击穿 加反向电压时 电阻值越大越好 但不能无穷大 否则二极管引线断开 由图可知 图 二极管是坏的 图 中二极管是好的 且左边图加的是反向电压 右边图加的是正向电压 由于红表笔插入的是 测试孔 与电池内部负极相连 故二极管的正极是a端 答案 a 1 有关欧姆表的使用 下列说法中正确的是 A 更换测量挡时 需要重新欧姆调零B 测量电阻时 表的指针偏转角度越大 误差就越小C 使用完毕应将选择开关旋至交流电压最高挡或 OFF 挡D 如果指针相对电流零刻度偏转太小 应改用大量程测量 解析 欧姆表的指针指在中值电阻附近时 读数误差较小 由于电阻的测量值等于表面示数乘倍率 指针相对电流零刻度偏转太小 即电阻的表面示数太大 说明倍率太小 应增大倍率 即改用较大量程挡测量 为了安全 使用完毕应将选择开关旋至交流电压最高挡或 OFF 挡 欧姆表使用时 每换一次挡必须重新调零 答案 ACD 2 右图所示是一个欧姆表的外部构造示意图 其正 负插孔内分别插有红 黑表笔 则虚线内的电路图应是图中的 解析 红表笔接内部电源的负极 且内部电阻为可变电阻用以欧姆调零 则选项A正确 答案 A 3 一多用电表的电阻挡有三个倍率 分别是 1 10 100 用 10挡测量某电阻时 操作步骤正确 发现表头指针偏转角度很小 为了较准确地进行测量 应换到 挡 如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数 那么缺少的步骤是 若补上该步骤后测量 表盘的示数如下图所示 则该电阻的阻值是 解析 选欧姆挡测电阻时指针偏转角度很小 说明所选倍率太小 应选用更高倍率挡 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 欧姆挡每换一次倍率 需重新进行调零 答案 100调零 或重新调零 2 2 103 或2 2k 4 2009年全国卷 某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻 完成下列测量步骤 1 检查多用电表的机械零点 2 将红 黑表笔分别插入正 负表笔插孔 将选择开关拨至电阻测量挡适当的量程处 3 将红 黑表笔 进行欧姆调零 4 测反向电阻时 将 表笔接二极管正极 将 表笔接二极管负极 读出电表示数 5 为了得到准确的测量结果 应让电表指针尽量指向表盘 填 左侧 右侧 或 中央 否则 在可能的条件下 应重新选择量程 并重复步骤 3 4 6 测量完成后 将选择开关拨向 位置 解析 多用电表作为欧姆表使用时 除进行机械调零外 还要继续欧姆调零 因为欧姆调零的含义是所测得电阻阻值为零 故步骤 3 中可将红 黑表笔短接 多用电表作为欧姆表使用时 电表的内部有一个电源 且红表笔 插入 插孔 与电池负极相连 黑表笔 插入 插孔 与电池正极相连 所以步骤 4 要测二极管的反向电阻时 应将红表笔接二极管的正极 将黑表笔接二极管的负极 因为欧姆表的表盘的刻度是不均匀的 越向左刻度越密 测量值越不准确 所以 在步骤 5 中应让电表指针尽量指向表盘的中央 测量完毕后 应拔出表笔 选择开关置于OFF挡位置 答案 3 短接 4 红黑 5 中央 6 OFF 5 如下图所示为用多用电表测电路中电流的实验 图中多用电表测试的是 填 甲电阻 乙电阻 或 总 的电流 测得电流的大小的是 解析 由电路中连接情况知 多用电表与乙电阻串联 故测试的是乙电阻的电流 由图知选择量程为100mA 故指针指示读数为50 0mA 答案 乙电阻50 0mA 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全