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1、第45讲多用电表的原理与使用基础命题点一欧姆表和多用电表的原理一、欧姆表原理1欧姆表内部电路简化如图。2欧姆表测电阻阻值的原理：闭合电路欧姆定律。刻度的标定：(1)红、黑表笔短接，进行欧姆调零时，指针满偏，有Ig。对应Rx0。(2)当红黑表笔断开时，I0，指针指在最左端，对应Rx。(3)当红、黑表笔之间接有未知电阻Rx时，有I，故每一个未知电阻都对应一个电流值I。由于I与Rx是非线性关系，表盘上的电流刻度是均匀的，所以其对应的电阻刻度却是不均匀的。电阻的零刻度在电流满偏处，即表盘刻度的最右端。当RxRgRr时，I，指针半偏，所以欧姆表的内阻等于中值电阻。二、多用电表原理1多用电表内部电路简化如
2、图。2多用电表原理及挡位区别(1)当S接1时，表头与一电阻串联后再与另一电阻并联；当S接2时，表头与两串联后的电阻并联，1和2为电流挡，量程不同，1的量程较大。(2)当S接通3或4时，接通内部电源，此时为欧姆挡，4的倍率比3的倍率高。(3)当S接通5或6时，表头与电阻串联，此时为电压挡，由于串联的阻值不同，6的量程比5的量程大。1教材母题(人教版选修31 P66T3)某人把电流表、干电池和一个定值电阻串联后，两端连接两支测量表笔，做成了一个测量电阻的装置。两支表笔直接接触时，电流表读数为5.0 mA，两支表笔与200 的电阻连接时，电流表读数为3.0 mA。现在把表笔与一个未知电阻连接，电流表
3、读数为2.5 mA，这个未知电阻是多大？变式子题如图是一个将电流表改装成欧姆表的示意图，此欧姆表已经调零，用此欧姆表测一阻值为R的电阻时，指针偏转至满刻度的处。现用该表测一未知电阻，指针偏转到满刻度的处，则该电阻的阻值为()A4R B5R C10R D16R答案D解析当进行电阻调零时，根据闭合电路的欧姆定律，此时欧姆表满偏，即Ig。当测量电阻值为R的电阻时，有。设待测电阻的阻值为Rx，则有。联立以上各式解得Rx16R，故D正确。2若某欧姆表表头的满偏电流为5 mA，内装一节干电池，电动势为1.5 V，那么该欧姆表的内阻为_ 。待测电阻接入红、黑两表笔之间时，指针指在刻度盘的中央，则待测电阻的阻
4、值为_ 。若指针指在满刻度的处，则待测电阻的阻值为_ 。答案300300100解析将红、黑表笔短接，调节调零电阻的阻值，当电流表指针满偏时Ig，欧姆表的内阻R内RgrR0 300 。当电流为Ig时，有Ig，即R内Rx1600 ，故Rx1300 。当电流为Ig时，有Ig，即R内Rx2400 ，故Rx2100 。3若一多用电表的内部电路如图所示，已知表头G的内阻为400 ，满偏电流为2 mA；两个电池的电动势分别为E1.5 V，E9 V。(1)若R11.0 ，R299 ，当选择开关置于“1”时，多用电表测量的是_(选填“电流”“电压”或“电阻”)，其测量的最大值(量程)为_。(2)在(1)的条件下
5、，若R50.92103 ，R69.0103 ，当选择开关置于“6”时，多用电表测量的是_(选填“电流”“电压”或“电阻”)，其测量的最大值(量程)为_。(3)当选择开关置于“3”时，多用电表测量的是_(选填“电流”“电压”或“电阻”)；若要测量的是阻值为几千欧姆的电阻，应当把选择开关置于“_”。答案(1)电流1.0 A(2)电压100 V(3)电阻4解析(1)当选择开关置于“1”时，表头与R2串联后与R1并联，多用电表测量的是电流，设测量的最大值(量程)为I，则有(400 99 )2103 A(I2103 A)1.0 ，解得I1.0 A。(2)表头两端电压U04002103 V0.8 V，当选
6、择开关置于“6”时，表头与R1和R2并联，然后与R5和R6串联，多用电表测量的是电压，流过R5和R6的最大电流为I2103 A0.01 A，测量的最大值(量程)为UI(R5R6)U0100 V。(3)当选择开关置于“3”时，多用电表测量的是电阻；当开关置于“3”时，中值电阻R中150 ，当开关置于“4”时，中值电阻R中900 ，若要测量的是阻值为几千欧姆的大电阻，多用电表中值电阻应该为几千欧姆，所以应当把选择开关置于4。基础命题点二多用电表的使用1多用电表简介(1)多用电表可以用来测电压、电流、电阻等，并且测电压和电流时有多个量程可选择，测电阻时有多个倍率挡可选择。(2)外形如图所示，上半部分
7、为表盘，表盘上有电压、电流、电阻等多种刻度；下半部分为选择开关，它的四周有各种测量项目及对应的量程或倍率挡。(3)指针定位螺丝的作用：当通过多用电表中的电流为零时，指针应该指在电流为零的位置，若不指在该位置，则调节指针定位螺丝，使其指在该位置。欧姆调零旋钮的作用：测电阻时，两表笔短接(即待测电阻为零)时，指针应该指在电阻为零或电流满偏的位置，若不指在该位置，可调节欧姆调零旋钮使其指在该位置。(4)红黑表笔：使用时红表笔总插入“”插孔；黑表笔总插入“”插孔。不论测什么，都要使电流自红表笔流入，自黑表笔流出。2利用多用电表测电压、电流和电阻(1)观察：观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量
8、程。(2)机械调零：检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零。(3)将两支表笔分别插入“”“”插孔。(4)测量小灯泡的电压和电流。按如图甲所示的电路图连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，测小灯泡两端的电压。按如图乙所示的电路图连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流。(5)测量定值电阻根据被测电阻的估计阻值，选择合适的挡位，把两表笔短接，观察指针是否指在欧姆表的“0”刻度，若不指在欧姆表的“0”刻度，调节欧姆调零旋钮，使指针指在欧姆表的“0”刻度处。将被测电阻接在两表笔之间，待指针稳定后读数。读出指针在刻度盘上所指的数值，用读
9、数乘以所选挡位的倍率，即得测量结果。测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。3误差分析(1)偶然误差欧姆表的表盘刻度不均匀，估读时易带来误差。由于欧姆表刻度的非线性，表头指针偏转过大或过小都会使误差增大，因此要选用恰当倍率挡位，使指针指在中值附近。读数时的观察易造成偶然误差，要垂直表盘正对指针读数。(2)系统误差电池用旧后，电动势会减小，内阻会变大，致使电阻测量值偏大，要及时换电池。测电流、电压时，由于电表内阻的影响，测得的电流、电压值均小于真实值。4注意事项(1)使用前要机械调零。(2)两表笔在使用时，电流总是“红进”“黑出”。(3)选择开关的功能区域，要分清是测电压、电流、电
10、阻，还要分清是交流还是直流。(4)电压、电流挡为量程范围挡，欧姆挡为倍率挡。(5)刻度线有三行：上为电阻专用，中间为电流、电压直流、交流共用，下为电压交流2.5 V专用。(6)测电阻时待测电阻与电路、电源一定要断开。两手一定不要同时接触两表笔金属杆。指针指中值附近较准，不能指在中值附近时换挡。每换一挡必须重新欧姆调零。读出示数要乘以倍率才为电阻阻值。(7)测电学黑箱时，一定要先用大量程电压挡判断其内部有无电源，无电源方可用欧姆挡。(8)使用完毕，选择开关要置于“OFF”挡或交流电压最高挡，长期不用应取出电池。1教材母题(人教版选修31 P69T2)用表盘为图2.97所示的多用电表正确测量了一个
11、13 的电阻后，需要继续测量一个阻值大概是2 k左右的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，以下哪些操作步骤是必须的？请选择其中有用的，按操作顺序写出：_。A用螺丝刀调节表盘下中间部位的指针定位螺丝，使表针指0B把红表笔和黑表笔接触C把选择开关旋转到“1 k”位置D把选择开关旋转到“100”位置E调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点变式子题用多用电表的欧姆挡测量一未知电阻的阻值。若将选择倍率的旋钮拨至“100”挡时，测量时指针停在刻度盘0 附近处，为了提高测量的精确性，有下列可供选择的步骤：A将两根表笔短接B将选择开关拨至“1 k”挡C将选择开关拨至“10”挡D将两根表笔分别接触待测电阻的两
12、端，记下读数E调节调零电阻，使指针停在0 刻线处F将选择开关拨至交流电压最高挡将上述必要的步骤选出来，这些必要步骤的合理顺序是_(填写步骤前的代号)；若操作正确，上述D步骤中，指针偏转情况如图所示，则此未知电阻的阻值Rx_。答案CAEDF150 解析用多用电表的欧姆挡测未知电阻时，指针停在中值(中间位置)附近时测量误差较小，当用“100”挡测量时，指针停在刻度盘的0 附近，说明该待测电阻的阻值相对该挡比较小，为了提高测量精度，应降低倍率，用“10”挡来测量。换挡之后，必须重新欧姆调零，之后再接入未知电阻进行测量和读取数据，测后暂不使用此多用电表，应将选择开关置于交流电压最高挡，这是为了保证电表
13、不受意外损坏。如下次再使用这个电表测电流、电压等其他量时，一旦忘了选挡，用交流电压最高挡虽然测不出正确结果，但不会把电表烧坏。2为确定某电子元件的电气特性，做如下测量。(1)用多用电表测量该元件的电阻，选用“100”倍率的电阻挡测量，发现多用电表指针偏转过大，因此需选择_(填“10”或“1 k”)倍率的电阻挡，并_再进行测量，多用电表的示数如图甲所示，测量结果为_ 。(2)将待测元件(额定电压9 V)、蓄电池、滑动变阻器、电流表、多用电表、开关及若干导线连接成电路，如图乙所示。添加连线，使电路能测量该元件完整的伏安特性。本实验中使用多用电表测电压，多用电表的选择开关应调到_(填“直流电压10
14、V”或“直流电压50 V”)挡。答案(1)10重新欧姆调零70(2)如图所示直流电压10 V解析(1)用多用电表测量该元件的电阻，选用“100”倍率的电阻挡测量，发现多用电表指针偏转过大，说明电阻较小，因此需选择“10”倍率的电阻挡，并重新欧姆调零后再进行测量，测量结果为70 。(2)要测量该元件完整的伏安特性曲线，滑动变阻器必须连接成分压式电路。本实验中使用多用电表测电压，待测元件额定电压为9 V，多用电表的选择开关应调到直流电压10 V挡。3(2019辽宁大连二模)如图甲所示是多用电表欧姆挡内部的部分原理图，已知电源电动势E1.5 V，内阻r1 ，灵敏电流计满偏电流Ig10 mA，内阻rg90 ，表盘如图丙所示，欧姆表表盘中值刻度为“15”。(1)多用电表的选择开关旋至“”区域的某挡位时，其内部电路为图甲所示。将多用电表的红、黑表笔短接，进行欧姆调零，调零后多用电表的总内阻为 _ 。某电阻接入红、黑表笔间，表盘如图丙所示，则该电阻的阻值为_ 。(2)若将选择开关旋至“1”，则需要将灵敏电流计_(选填“串联”或“并联”)一阻值为_ 的电阻，
