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1、用心 爱心 专心第四节 认识多用电表教学目标 知识目标了解欧姆表的基本构造，简单原理和测量电阻的方法。能力目标会根据给出的具体数据考虑选用什么规格的仪器。情感目标引导学生理解观察内容的真实性，鼓励学生寻查意外现象及异常现象所发生的原因。培养学生细心操作、认真观察的习惯和分析实际问题的能力。教学设计 认识多用电表一、教学目标（1）了解用伏安法测电阻，无论用“内接法”还是“外接法”，测出的阻值都有误差，懂得误差的产生是由于电压表的分流或电流表的分压作用造成的。（2）会根据给出的具体数据考虑选用什么规格的仪器。（3）知道欧姆表测电阻的原理。二、重点、难点1.重点是使学生掌握引起测量误差的原因及减小误
2、差的方法。2.难点是误差的相对性。三、有关教学难点的突破多用电表作直流伏特表和直流安培表用时，其红黑表笔应分别接待测电路的正负极。那么，当它作欧姆表用时，为什么要将红表笔连其内部电池 E 的负极（或黑表笔连 E 的正极）呢？这是教学中的疑难问题。请看图 1 所示的示教板，当多用电表作直流伏特表或直流安培表用时，表内的电池 E 均被搁置不用。此时红表笔直接（或间接）连入表头（电流表 G）的正端，而黑表笔则连入表头的负端。这样，在测试中，将红黑表笔分别接入待测电路的正负极时，电流将从红表笔流入，依次流经表头的正负端，均可使表针正常偏转，即向右偏转当多用电表作欧姆表用于测电阻时，因有内部电池 E 而
3、形成闭合电路。由于红表笔另一端与其内部电池 E 的负极相连，这样电流仍然从红表笔流入，依次流经表 G 的正负端并使表针正常偏转。可见，多用电表不管是作直流电压表、直流电流表用，还是作欧姆表用，在其测试过程中有一个共同点，就是电流方向总是从红表笔流入的。这就决定了它用心 爱心 专心作欧姆表用时，红表笔的另一端必须连在内部电池的负极。这一点需在理解的基础上牢牢记住。可能要问：因待测电阻并无正负极性，那么，当多用电表作欧姆表用时为什么要记住红黑表笔的极性呢？诚然，对于无极性的一般电阻的测试来说，红黑表笔的极性是无实际意义的。但是，我们还可能遇到一些有极性电阻的测试，有如晶体二极管和晶体三极管的 PN
4、 结的电阻是有极性的，其正向电阻甚小而反向电阻却很大。为粗测晶体管的好坏就必须注意欧姆表两表笔的正负极性。也可能问：多用电表作欧姆表用时，若其内部电池的极性位置不动，而将红黑表笔互换一下位置，不就轻易地变成了红表笔接电池的正极了吗？要注意，多用电表除表头公用之外，两根表笔也是公用的。若测电阻时两表笔互换了位置，那么改测直流电压或电流时又要将两表笔互换回来。如此将两表笔换来换去，不仅使用不便，还可能因疏忽一时忘记交换表笔而造成误测以至损坏电表。还可能问：多用电表作欧姆表用时，若红黑表笔位置不动，而将内部电池的正负极位置交换一下，或者干脆将电池取出与待测电阻 Rx直接串联，如图 2 所示。不是也可
5、满足红表笔接电池正极的要求吗？如果将其内部电池正负极交换位置，在测电阻时，闭合电路的电流将从红表笔流出，恰与表 G 的正负端反向，表针将向左偏，在表盘上将无法指示读数；如果像图 2 那样将电池取出进行测试，虽然具有测试的等效性，且满足了红表笔接电池正极的要求，但多了一个外加电池这个包袱，给测试增加不少麻烦，岂不“削足适履”！可知，现有多用电表内部电池的正负极性与红黑表笔的连接是合理的，属最佳选择。主要教学过程多用电表的原理和使用（一）原理多用电表（通常叫万用表）能够测量直流电流、直流电压、电阻、交流电压等，并且每种测量都有几个量程多用电表具有用途多、量程广、使用方便等优点，因而有广泛的应用多用
6、电表由一只灵敏的直流电流表（表头）与若干元件组成测量电路，每进行一种测量时，只使用其中一部分电路，其他部分不起作用下面通过一个具体实例说明它的原理问题现有一表头，满偏电流 Ig=500 微安，内阻 Rg=200 欧用它作多用电表的表头，要求多用电表具有下列各项量程：（1）01 毫安的直流电流挡（2）010 毫安的直流电流挡（3）050 伏的直流电压挡用心 爱心 专心（4）0500 伏的直流电压挡（5）内阻为 15 千欧的电阻挡应该怎样设计这个简易多用电表的整个电路呢？直流电流挡直流电流挡的电路如图 2-48 所示当公共端与 1mA 端接入被测电路中时，量程为 I1=1 毫安当公共端与 10mA
7、 端接入被测电路中时，量程为 I2=10 毫安当公共端与 1mA 端接入被测电路时，电阻 R1和 R2串联再与表头内阻 Rg并联由并联电路中的电流分配关系可以求出当公共端与 10mA 端接入被测电路时，电阻 R1与表头支路的电阻 Rg+R2并联由并联电路的特点可知Ig（R g+R2）=（I 2-Ig）R 1代入 Ig=50010-6安，I 2=1010-3安，R g=200 欧，可得R2+200 欧=19R 1 (2)由（1）（2）两式可解得R1=20 欧R2=180 欧直流电压挡直流电压挡的电路如图 2-49 所示当公共端与 50V 端接入被测电路时，量程为 U1=50 伏当公共端与 500
8、V 端接入被测电路时，量程为 U2=500 伏虚线框内相当于表头表头的内阻 R g为 Rg=200 欧与 R1+R2=200 欧并联的总电阻，R g=100 欧表头的满偏电压 Ug=IgRg=50010-6200 伏=0.1 伏当公共端与 50V 端接入被测电路时，由串联电路的电压分配关系可得当公共端与 500V 端接入被测电路时，由串联电路的电压分配关系可得用心 爱心 专心一、把灵敏电流表改装成多用电表（一）测量直流电流的原理一般表头都用微安表（10 -6A），如果要测量各种不同数量级的电流强度就必须选取不同数值的分流电阻与做多用表的表头分别并联，从而扩大了表头的量程。在图 1 中，R g为
9、多用表的表头内阻，I g为多用表头的电流量程，又称表头灵敏度（即微安表的满刻度电流），I 0为所设计的电流量程。将转换开关 K 转到毫安挡位置时，电阻 R1+R2与表头并联，根据欧姆定律可知：（1 ）当 Ig、R g已知时，便可根据所设计的量程 I0由公式（1）计算出分流电阻（R 1R 2）的数值。表头与（R 1R 2）并联构成了一个毫安表，由于此毫安表又是下面各挡改装的基础，我们在图 141 中特别用虚线框出来。需要说明的是在直流电流挡的电路中的电位 R1当做一固定电阻，但在电阻挡中它有重要的用途。（二）测量直流电压的原理在图 1 中，将转换开关 K 转到直流电压挡位置时，用虚线框出的新的表
10、头即毫安表与电阻 R3串联组成了一个直流电压表，R 3为降压电阻，U 0为设计的直流电压量程，R 为毫安表内阻，即电阻 R1R 2与 Rg并联后的总电阻，根据欧姆定律可知：U 0=I0（R 3+R）当 Rg、U 0、I 0为已知时，由公式（2）便可算出降压电阻 R3。实验步骤（一）、设计计算根据所用微安表的内阻 Rg和量程 Ig以及本实验中所要改装的多用表各挡的量程：用心 爱心 专心利用公式（1）、（2）、（4）、（6）分别算出（R 1+R2）、R 3、R 4、R 5各电阻的阻值。（二）组装与校验按照步骤（一）中计算出的 R1+R2、R 3、R 4、R 5的理论设计值，分别组装多用表各挡，并进
11、行校验，即组装一挡，校验一挡。1直流电流表的组装与校验：将已组装好的 1mA 直流电流表接入校验电路如图 6，调节滑线变阻器 R 使标准电流表指示 1mA 满度，再调节 R2 使组装直流电流表指示 1mA 满度，反复调节R 及 R2 直至标准表与组装表同时指示出 1mA 满度，此时达到校验的基本要求，记录下 R2 的实验值，然后调节 R，分别使组装的直流电流表的指示为“400、 300、 200、100” 各标度时，依次记录标准直流电流表的指示值。校验完毕，将校验电路拆掉，注意 R2 已不可拆掉（想一想，为什么？）2直流电压挡的组装与校验：将 1mA 电流表组成 2.5V 直流电压表，接入校验
12、电路如图 7，调节 R，使标准直流电压表指示到 2.5V 满度，再调节 R3，使组装的直流电压表指示 2.5V 满度，反复调节 R 及 R3，使标准表与组装表同时指示 2.5V 满刻度，达到校验的基本要求后，记录下 R3的实验值，此时调节 R，使组装直流电压表分别指示“500、400、300、200、100”各标度，依次记录标准直流电压表的指示值。校验完毕，将校验电路及 R3拆掉。数据处理用心 爱心 专心（一）设计计算电流计（微安表头）的满刻度电流 Ig=_微安表头内阻 Rg=_1毫安挡的设计量程 I0=1.00010-3A分流电阻计算值 R1R 2=_ R1 的标称值=_R2的计算值=_ R
13、 2的实验值=_2直流电压挡的设计量程 U0=2.50V附加电阻 R3的计算值=_ R 3的实验值=_（二）校验组装的万用表1mA 挡的校验2V 挡的校验1为确保电表不致损坏，必须在教师认定所接电路无误时，才能接通电源。2校准各挡时，一定要注意组装表和标准表都要选好各自的挡位和量程，否则有烧坏电表的危险。多用表的结构与使用方法（一）多用表的结构1表头：一般采用灵敏度较高、准确度较好的磁电式的微安表。2线路：多用表就是把电流表、电压表、欧姆表的各线路综合在一起，用开关进行转换，一般电流表是整个电表的公用部分，如开关转换接上降压电阻便可测电压；开关转换接上调零电位器、电池、限流电阻便可测电阻等，多
14、用表种类很多，线路也各不相同，但基本组成是一致的。3开关：可以称为选择量程开关或转换开关，用此开关进行线路转换，便可选择不同的测量项目及量程，以满足测量要求。4度盘：多用表因为是多种用途仪表，表盘上印有各种符号、字母、标度尺和数值，均同于一般电表。表盘面刻度的数字一般有好几行，测量中应看哪一行要和选择开关结合起来，如选择开关放在“500mA”挡，应看数字是 0500mA 的那一行刻度（或扩大整倍数的那一行刻度），一般表盘为了方便，电压、电流用一行刻度。（二）多用表的使用方法1调整微安表机械零点：用小螺丝刀轻轻转动表盘下的机械调零螺钉，使指针处于零位。2选好正确挡位及量程：测量前一定要明确测量的
15、物理量，然后转动转换开关 S1及 S2，确定挡位并选择一个合适的量程。例如：当测量 1mA 直流时，将S1旋至 A 挡位置上，将 S2旋至“1mA”量程位置上，如图 5 所示。用心 爱心 专心注意：使用多用表前如果不仔细选好挡位及量程，甚至误用“A”、“mA”或用“”挡去测量电压，就有烧毁多用表的危险。3正确接入测量电路：正确选好挡位及量程后，将红色 a、黑色 b 两表笔连入电路。（1）测量电压时要与电路并联。（2）测量电流时要与电路串联，只能测出通过某一负载下的电流强度。注意：若测量直流电时，还需注意红色表笔 a 要接高电位。（3）使用欧姆挡测量二极管正、反向电阻时应注意黑表笔 b 为高电位
16、，而红表笔 a 为低电位。测量电阻时，应将电阻与电路断开后进行，测量前先将多用表转换开关转至“”挡，选好合适量程后，将两表笔短路，校正欧姆挡的零点。量程的选择应使测量值尽量靠近表盘中心位置，以减小误差，若需要换挡时，必须重新校正欧姆挡零点。（二）练习使用多用电表的型号很多，但使用的方法基本相同，下面以 J0411 型多用电表为例来说明它的使用方法和注意事项（1）J0411 型多用电表的外形如图 2-52 所示上半部是表头，表盘上有电阻、电流、电压等各种量程的刻度有的刻度是均匀的，因此合用一个刻度下半部是选择开关，它的四周刻着各种测量项目和量程电流和电压分为直流（用符号“一”表示）和交流（用符号“”表示），要区别开，不要弄错另外还有电阻挡的调零旋钮和测试笔插
