粤教版物理选修3-1三维设计 2.4认识多用电表(可自主编辑)

1．结构指针式多用电表一般由表头、测量电路、转换开关以及红黑测量表笔等组成。(1)表头是一个灵敏直流电流表，主要部分是__________和__________。(2)当电流通过线圈时，线圈在_____的作用下带动______偏转。[自读教材·抓基础]

第四节认识多用电表多用电表的原理永久磁铁可动线圈磁场指针2．用途多用电表可以测量______、_______和_______等电学量。3．多用电表测直流电流和直流电压这一原理实际上是电路的分流和分压原理，按照图2－4－1，将其中的转换开关接1或者2时测__________；接3或4时测________。转换开关接5时，测__________。电流电压电阻电流电压电阻图2－4－1多用电表原理

电压表和电流表的改装[跟随名师·解疑难]

(多选)图2－4－2是简化的多用电表的电路。转换开关

S与不同接点连接，就组成不同的电表，已知

R3<R4，下面是几位同学对这一问题的议论，请你判断他们中的正确说法是(

)[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手)

图

2－4－2

A．S与

1、2连接时，多用电表就成了电流表，且前者量程较大B．S与

3、4连接时，多用电表就成了电流表，且前者量程较大C．S与

3、4连接时，多用电表就成了电压表，且前者量程较大D．S与

5连接时，多用电表就成了欧姆表解析：选AD

S与

1连接时，电阻

R1

起分流作用，S与

2连接时，R1＋R2

起分流作用，所以，S与

1、2连接时，多用电表就成了电流表，由于前者分流电阻小，所以前者量程较大；S与

3、4连接时，电流表与分压电阻串联，多用电表就成了电压表，由于

R3<R4，所以前者量程较小；S与

5接连时，多用电表就成了欧姆表，R6

为欧姆挡调零电阻。1．原理欧姆表是依据____________________制成的，简单结构如图2－4－3所示。[自读教材·抓基础]

多用电表欧姆挡的原理及使用闭合电路欧姆定律图2－4－3欧姆表原理

Rx0处“∞”RxRx(1)欧姆表的内阻是电源内阻、表头内阻和滑动变阻器有效电阻之和。(

)(2)欧姆表的红表笔接内部电源的正极。(

)(3)两表笔短接时，电流表满偏，意味着此时待测电阻为零。(

)[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(想一想)

√×√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电流的零刻度，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，调整欧姆调零旋钮，使指针指在表盘右端“0Ω”刻度处。[跟随名师·解疑难]

(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。(7)合理选择量程，使指针尽可能指在中间刻度线附近读数。(好题共享·选自鲁科版教材P81·T1)(多选)关于多用电表欧姆挡的下列说法正确的是(

)A．每一个倍率挡的测量范围都是

0～∞B．用不同倍率挡测量同一个电阻的阻值，误差大小都是一样的C．测电阻时，指针越接近刻度盘中央，误差越小D．选择不同倍率挡时，指针越靠近右边，误差越小[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手)

解析：选AC在用欧姆挡测量电阻时，每个倍率挡的测量范围是

0～∞；不同的倍率挡在测量同一电阻时，误差是不一样的；为减小测量误差，要求指针指在表盘中间左右，此时误差最小。1．电压、电流的测量无论是测量电流还是电压，都应选择适当的量程使表头指针尽量停靠在接近________刻度处，这样测量值比较准确。2．判断二极管的极性应用多用电表的_______挡，判断二极管的极性时，要用两表笔分别连接二极管的两极，然后将两表笔反过来连接二极管的两极，可以测出两个电阻值。[自读教材·抓基础]

多用电表的使用满偏电阻3．利用多用电表查找电路故障电路故障分析来源于生产生活实际，意义重大，故障一般是断路或短路。断路和短路各有特点。(1)电路中发生断路，表现为电源电压不为零，而电流为零；断路后，电源电压将全部降落在断路之处，若电路中某两点电压不为零，且电压值等于电源电压，则这两点间有断点，而这两点与电源连接部分无断点；若电路中某两点间电压为零，说明这两点间无断点，而这两点与电源连接部分有断点。(2)电路中某一部分发生短路，表现为有电流通过电路而该电路两端电压为

0。明确电路故障的这些特点是正确分析电路故障问题的基础。用多用表测量二极管的正反向电阻(1)测二极管的正向电阻。1)将多用电表的选择开关旋到“×10”挡，两表笔直接接触，调节调零旋钮，使指针指到“0Ω”处。2)将黑表笔接触二极管的正极，红表笔接触二极管的负极，如图2－4－4甲所示。读出欧姆表上的数字乘上

10,即为二极管的正向电阻。[跟随名师·解疑难]

图2－4－4多用表测量二极管

(2)测二极管的反向电阻。1)将多用电表的选择开关旋到“×1k”挡，两表笔直接接触，调节调零旋钮，使指针指到“0Ω”处。2)将黑表笔接触二极管的负极，红表笔接触二极管的正极，如图乙所示。读出欧姆表上的数字乘上1k，即为二极管的反向电阻。3)测量完毕，把两表笔从插孔中拔出，并把选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。在使用多用电表时，以下说法正确的是(

)A．在测量电阻时，为便于测量，应用手将表笔的金属杆与被测电阻的两端捏紧B．在测一未知电压时，应首先用交流电压或直流电压的最低挡估测，再换用合适的挡位细测C．测某一电阻的电流时，选择电流挡后，应将两表笔直接同电阻两端连接起来D．用完后，应将选择开关扳到交流电压的最高挡或“OFF”挡[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手)

解析：选

D用多用电表测电阻时，不能用手接触表笔的金属部分，否则测量值为人体电阻与待测电阻并联值，故A项错误。为了保护电表，测电压时应先用最高挡来估测，再换用合适的挡位，故B项错误。当测电流时，应将多用电表串联在电路中，而C项中接法是和电阻并联，故C项错。对于D选项，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡，目的是防止选择开关置于欧姆挡时，红黑表笔短路，故D项正确。1．某电流表内阻

Rg为

200Ω，满偏电流

Ig为2mA，按图2－4－5甲、乙改装成量程为0～0.1A和

0～1A的两个量程的电流表，试求在图2－4－5甲、乙两种情况下，R1

和

R2各为多少。电压表、电流表的改装图

2－4－5

[典题例析][思路点拨]解此题的关键有两点：(1)并联分流和串联分压的原理及串、并联电路的特点。(2)电路结构及量程的选取。按图乙接法，量程为

0～1A时，R2

和

Rg

串联后与

R1并联；量程为

0～0.1A时，R1

和

R2

串联后与Rg

并联，分别得

Ig(Rg＋R2)＝(1－Ig)R1，IgRg＝(0.1－Ig)(R1＋R2)。解得

R1≈0.41Ω，R2≈3.67Ω。[答案]

4.08Ω

0.40Ω

0.41Ω

3.67Ω(1)把已知表头改装成电流表是应用了并联分流的特点，它的特点就是电压相同，并联的电阻越小，改装成的电流表量程越大，各量程达到满偏电流时，通过“表头”的电流仍为满偏电流。(2)把已知的表头改装成电压表是应用了串联分压的特点，分压电路的电流相等，串联的电阻越大，改装成的电压表量程越大。和电流表改装相同，电压表各量程达到满偏时，“表头”都为满偏。[探规寻律]2．(好题共享·选自鲁科版教材)图2－4－6为实验室常用的两个量程的电压表原理图。当使用O、A两接线柱时，量程为3V；当使用O、B两接线柱时，量程为15V。已知电流计的内电阻Rg＝500Ω，满偏电流Ig＝100μA。求：分压电阻R1和R2的阻值。[跟踪演练]

图2－4－6

答案：R1＝2.95×104Ω

R2＝1.2×105Ω1．(1)用多用电表的欧姆挡测量阻值约为几十千欧的电阻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，把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在横线上______。[典题例析]

用多用电表测电阻图

2－4－7

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“×1k”d．旋转S使其尖端对准欧姆挡“×100”e．旋转S使其尖端对准交流“500V”挡，并拔出两表笔根据如图2－4－7所示指针位置，此被测电阻的阻值约为___________Ω。(2)(多选)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[思路点拨](1)多用表测电阻基本步骤是什么？提示：选挡→调零→测量、读数→选择开关置于OFF或交流电压最高挡。(2)选挡的依据是什么？提示：根据阻值＝示数×倍率，满足指针在中值附近。(3)指针偏角过大或过小应怎样处理？提示：测电阻时，指针从左向右偏，左边示数大，右边示数小，由于阻值＝示数×倍率，偏角过大示数小，说明所选倍率太大，应换略小的倍率，同理若偏角太小，应换大的倍率。[解析]

(1)测量几十千欧的电阻Rx，我们一般选择较大的挡位先粗测，使用前应先进行调零，然后依据欧姆表的示数，再更换挡位，重新调零，再进行测量；使用完毕应将选择开关置于OFF位置或者交流电压最高挡，拔出表笔。欧姆表的示数乘以相应挡位的倍率即为待测电阻的阻值30kΩ。(2)使用欧姆挡当指针偏角较大时，表明待测电阻较小，应换较小的挡位；反之应换较大的挡位，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)cabe

3×104

(2)AC对于不同的欧姆挡，其内阻都是不相同的，因此用它测量电阻时，每次换挡后和测量前都必须将两表笔短接，进行一次欧姆调零(注意：电阻挡的零位在刻度盘的右端)以防止测量时产生零误差。若调零时，发现指针总调不到零位，说明电池的电能不足，应调换电池。否则会因电池电动势变小，内阻增大，使测量结果不准确。[探规寻律]2．用如图

2－4－8所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关

K

和两个部件

S、T。请根据下列步骤完成电阻测量：(1)旋动部件_________，使指针对准电流的“0”刻线。(2)将

K

旋转到电阻挡“×100”的位置。[跟踪演练]

图

2－4－8

(3)将插入“＋”“－”插孔的表笔短接，旋动部件___________，使指针对准电阻的___________(选填“0刻线”或“∞刻线”)。(4)将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小。为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按_________的顺序进行操作，再完成读数测量。A．将

K

旋转到电阻挡“×1k”的位置B．将

K

旋转到电阻挡“×10”的位置C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准解析：(1)使用多用表以前，应先检查指针是否指在电流的“0”刻线上，如果没有，则用螺丝刀调节定位螺丝

S，使其指零。(3)测电阻时，把选择开关

K

打到合适的电阻挡后，应把两表笔短接，看指针是否指在电阻的“0”刻线上，如果没有，则应调节调零旋钮

T，使其指零，这一步操作叫欧姆调零。(4)测电阻时若指针偏角过小，说明此电阻很大，应换用更大倍率的挡位进行测量。本题中应将“×100”换成“×1k”，换挡位后，应重新进行欧姆调零，再测量。故测量顺序为

ADC。答案：(1)S

(3)T

0刻线(4)ADC1．如图

2－4－9所示为一正在测量中的多用电表盘。[典题例析]

多用电表的读数图2－4－9

(1)如果是用“×10”挡测量电阻，则读数为_________Ω。(2)如果是用直流“10mA”挡测量电流，则读数为_________mA。(3)如果是用直流“5V”挡测量电压，则读数为_________V。[解析]

(1)当用“×10”挡测电阻时，从最上面的刻度盘读得数据为

6，所以

Rx＝6×10Ω＝60Ω。(2)用直流“10mA”挡测电流时，应从中间的刻度盘上读取数据且满偏电流为

10mA，用“10mA”挡测量电流，每格刻度为

0.2mA，需要读到毫安的十分位，读数为

7.2mA。注意从直流刻度区读取。[答案]

(1)60

(2)7.2

(3)3.60在物理实验中，测量读数时，有估读要求的仪器，一定要有估读。常用仪器中要估读的仪器有刻度尺、螺旋测微器、天平、弹簧秤、温度表、电流表、电