11.5多用电表的使用讲义高二上学期物理人教版

多用电表的使用多用电表是一个使用功能较多的电学测量仪器，能够测量交直流电压和电流，以及电阻，在使用上，通常电压、电流的测量和读数难度不大，较为复杂的是欧姆档的原理和使用，接下来我们来详细学习一下多用电表。多用电表的外部结构测量挡位交流电压、电流（刻度盘均匀，从左向右增大）直流电压、电流（刻度盘均匀，从左向右增大）电阻（刻度盘不均匀，从左向右减小）调零旋钮机械调零旋钮红黑表笔断路，此时判断指针是否指向最左，若不是则手动旋转旋钮使指针指向最左。欧姆调零旋钮红黑表笔短接，此时判断指针是否恰好指向最右（欧姆刻度盘0刻度，其他刻度盘满偏），若不是则手动旋转欧姆调零旋钮使指针恰好指向最右。欧姆档欧姆档内部结构简化电路图欧姆档测量原理想要测量待测电阻的阻值，基于电路中电阻、电压和电流三者的关系，因此设计欧姆档电路时需要有：灵敏电流计（测量电流）电源（提供电压）滑动变阻器（保护电路、欧姆调零）将这些电路元件串接，得到基本关系E=I(令：R则：E=I(进一步写为：I=我们发现：待测电阻Rx与灵敏电流计的读数I呈一定的函数关系，基于电表改装经验，我们只要替换一下表盘便能将灵敏电流计改装为电阻表。R但是与电流表和电压表改装不同的是Rx与I并不是线性关系，也就是二者不能在坐标轴上表达为直线。同时，二者的反比关系也就决定了：表盘读数变化相反。灵敏电流计表盘从左到右增大，而电阻表从左到右减小，也就验证了在断路时，欧姆档的表盘指向∞，而当红黑表笔短接时待测电阻为零，灵敏电流计指向最大刻度。欧姆档表盘刻度不均匀。我们假设电源电动势E=3V，内阻R内=1Ω，则：R借助软件，我们画出Rx与I的函数图像借助软件，我们也可以算出Rx与I的对应值当I值均匀变化时，对应的Rx呈现不均匀的趋势，这些数据都注定了电阻表刻度盘不会均匀。欧姆档使用步骤第一步：机械调零：红黑表笔断路，此时判断指针是否指向最左，若不是则手动旋转旋钮使指针指向最左第二步：选择适当倍率，欧姆调零：红黑表笔短接，此时判断指针是否恰好指向最右（欧姆刻度盘0刻度，其他刻度盘满偏），若不是则手动旋转欧姆调零旋钮使指针恰好指向最右第三步：测量电阻：读数时，指针应在刻度盘的1/3~2/3范围内，否则适当调整倍率：（若偏转过大，则待测电阻较小，换用更小的倍率；偏转过小，则待测电阻较大，换用更大的倍率）注意：每次更换倍率后都要进行欧姆调零。第四步：测量结束后，拔出表笔，将档位调整到“OFF”档或者交流电压最高档。中值电阻的计算进行欧姆调零时，我们知道电阻表盘指针打到最右段，指针指向0刻度，也即是灵敏电流计的满偏电流Ig，则Ig此时可以表达为：I所谓的中值电阻指的是使指针指向刻度盘中央的待测电阻Rx值，这个值有一定特殊性，我们来探讨一下。进行欧姆调零时，我们知道电阻表盘指针打到最右段，指针指向0刻度，也即是灵敏电流计的满偏电流Ig，则Ig此时可以表达为：I那么当指针指向刻度盘中央时，灵敏电流计达到半偏，此时测得的电流为1/2Ig，可以表达为：1（1）（2）式联立作商，得到：R也就是说此时测得的Rx值是刻度盘中央读数，与电阻表内阻恰好相等，于是欧姆档表盘还告诉我们一个信息，就是：中值电阻即为欧姆档内阻。同理，可计算1/3Ig、2/5Ig时，Rx与内阻的关系。一般化，可计算a/bIg（a<b）时，Rx与内阻的关系：R误差分析因为在使用过程中，由于电路元件的老化，电源电动势会减小，内阻变大，因此产生测量误差，下面具体看一下这些影响会使测量产生怎样的误差？电源电动势减小第一种理解方式：R电源电动势减小会使得灵敏电流计未能达到满偏，即使在欧姆调零使指针打到最右，测量的电流值仍是偏小的，导致测量的电阻偏大，即：R测>R真。第二种理解方式：如下图所示，电源电动势减小会使得灵敏电流计未能达到满偏，则指针的变化范围为绿色箭头范围，对