高中物理《多用電表的原理與使用》（魯科版選修3-1）

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第2節(jié)多用電表的原理與使用 1 通過對(duì)多用電表電路圖的等效分析 初步了解多用電表的原理 2 通過對(duì)多用電表的實(shí)際操作 學(xué)會(huì)使用多用電表 3 通過多用電表原理的學(xué)習(xí) 體會(huì)等效思維方法在科學(xué)研究中的作用 1 按照有效數(shù)字規(guī)則讀出下列電表圖的測(cè)量值 1 接0 3V量程時(shí)讀數(shù)為 V 2 接0 15V量程時(shí)讀數(shù)為 V 3 接0 3A量程時(shí)讀數(shù)為 A 4 接0 0 6A量程時(shí)讀數(shù)為 A 解析 1 電壓表接0 3V量程時(shí) 精確度為0 1V 讀數(shù)時(shí)應(yīng)向下一位估讀 接0 15V量程時(shí) 精確度為0 5V 讀數(shù)時(shí)應(yīng)同位估讀 電流表接0 3A量程時(shí) 精確度為0 1A 讀數(shù)時(shí)應(yīng)向下一位估讀 接0 0 6A量程時(shí) 精確度為0 02A 讀數(shù)時(shí)應(yīng)同位估讀 答案 1 2 17 2 10 8 3 0 81 4 0 16 1 多用電表的原理圖是怎樣的 2 多用電表歐姆擋的 0 和 有何意義 3 多用電表歐姆擋中電流I與電阻R的對(duì)應(yīng)關(guān)系如何 4 什么是機(jī)械調(diào)零和歐姆調(diào)零 5 利用多用電表如何測(cè)電阻 6 利用多用電表如何測(cè)電壓和電流 7 如何測(cè)二極管電阻 8 二極管有何特點(diǎn) 一 多用電表的原理1 簡(jiǎn)單的多用電表原理圖如圖所示 是簡(jiǎn)化的多用電表電路圖 它由表頭G 直流電流測(cè)量電路 直流電壓測(cè)量電路 電阻測(cè)量電路以及轉(zhuǎn)換開關(guān)S等部分組成 其中1 2為測(cè)量端 3 4為測(cè)量端 5為測(cè)量端 測(cè)量時(shí) 黑表筆插入 插孔 紅表筆插入 插孔 并通過轉(zhuǎn)換開關(guān)接入與待測(cè)物理量相應(yīng)的測(cè)量端 使用時(shí) 電路只有一部分起作用 電流 電壓 電阻 轉(zhuǎn)換開關(guān)接1或2時(shí)測(cè)直流電流 接3或4時(shí)測(cè)直流電壓 接5時(shí) 測(cè)電阻 2 外部結(jié)構(gòu)名稱如下圖是一種多用電表外形圖 表的上半部分為 下半部分是 周圍標(biāo)有測(cè)量功能的區(qū)域及量程 將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電流擋 多用電表內(nèi)的電流表電路就被接通 選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電壓擋或電阻擋 表內(nèi)的或歐姆表電路就被接通 在不使用時(shí) 應(yīng)把選擇開關(guān)旋到擋 或交流電壓最高擋 表盤 選擇開關(guān) 電壓表電路 OFF 3 多用電表電阻擋原理 1 內(nèi)部構(gòu)造 由 三部分組成 2 原理 歐姆表是依據(jù)制成的 簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)如右圖所示 表頭 電源 可變電阻 閉合電路歐姆定律 當(dāng)紅 黑表筆間接入被測(cè)電阻Rx時(shí) 通過表頭的電流I 改變Rx 電流I隨著改變 每個(gè)Rx值都對(duì)應(yīng)一個(gè)電流值 在刻度盤上直接標(biāo)出與I值對(duì)應(yīng)的值 就可以從刻度盤上直接讀出被測(cè)電阻的阻值 電阻 二 操作實(shí)踐 練習(xí)使用多用電表1 使用多用電表測(cè)量電壓 1 選擇直流電壓擋合適的 2 將電表與被測(cè)電路 2 使用多用電表測(cè)量電流 1 選擇直流電流擋合適的量程 2 將被測(cè)電路導(dǎo)線卸開一端 把多用表在電路中 3 讀數(shù)時(shí) 首先要認(rèn)清刻度盤上的 量程 并聯(lián) 串聯(lián) 最小刻度 3 用多用電表測(cè)電阻 1 要將選擇開關(guān)扳到擋上 此時(shí)紅表筆連接表內(nèi)電源的極 黑表筆連接表內(nèi)電源的極 選好量程后 先 然后測(cè)量 測(cè)量完畢 應(yīng)把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到擋 2 用多用電表測(cè)電壓測(cè)電流及測(cè)電阻時(shí) 電流都是從表筆流入電表 從表筆流出電表 歐姆 負(fù) 正 歐姆調(diào)零 OFF 紅 黑 4 二極管的特點(diǎn)及其電阻測(cè)量 1 特點(diǎn) 如下圖所示 它由材料制成 有兩個(gè)電極 2 電阻測(cè)量 正向電阻 反向電阻 可用多用電表判斷它的或區(qū)分它的 二極管具有單向?qū)щ娦?半導(dǎo)體 較小 較大 正負(fù)極 好壞 一 歐姆表原理的理解1 原理如下圖所示2 刻度標(biāo)注 1 0 標(biāo)注 當(dāng)紅 黑表筆相接時(shí) 上圖甲 相當(dāng)于被測(cè)電阻Rx 0 調(diào)節(jié)R的阻值 使E r Rg R Ig 則表頭的指針指到滿刻度 所以刻度盤上指針指在滿偏處定為歐姆表刻度的零點(diǎn) 注意此時(shí)歐姆表的內(nèi)阻是r Rg R 多用電表測(cè)電流 電壓和電阻時(shí)共用一個(gè)刻度盤 但不共用一條刻度線 電流 電壓的零刻度在刻度盤的左端 電阻的零刻度在刻度盤的右端 電阻越大 電流越小 指針偏轉(zhuǎn)角也越小 1 一個(gè)量程為1mA的毫安表 改裝成歐姆表 所用電源的電動(dòng)勢(shì)是1 5V 經(jīng)改裝后歐姆表表盤刻度值正確的是圖中的 盤面刻度被均勻分為三等分 答案 C 二 多用電表測(cè)電阻的方法1 使用多用電表測(cè)電阻的步驟 1 機(jī)械調(diào)零 使用前若表針沒有停在左端 0 位置 要用螺絲刀轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)零定位螺絲 使指針指零 2 選擋 估計(jì)待測(cè)電阻的大小 旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān) 使其尖端對(duì)準(zhǔn)歐姆擋的合適擋位 3 歐姆調(diào)零 將紅 黑表筆短接 調(diào)整調(diào)零電阻旋鈕 使指針指在表盤右端 0 刻度處 4 測(cè)量讀數(shù) 將兩表筆分別與待測(cè)電阻的兩端接觸 表針示數(shù)乘以量程倍率即為待測(cè)電阻阻值 5 測(cè)另一電阻時(shí)重復(fù) 2 3 4 6 實(shí)驗(yàn)完畢 應(yīng)將選擇開關(guān)置于 OFF 擋或交流電壓最高擋 2 測(cè)電阻時(shí)應(yīng)注意的問題 1 選擋后要進(jìn)行歐姆調(diào)零 2 換擋后要重新歐姆調(diào)零 3 被測(cè)電阻要與電源 其他元件分離 不能用手接觸表筆的金屬桿 4 被測(cè)電阻阻值等于指針示數(shù)乘以倍率 5 使用后 要將兩表筆從插孔中拔出 并將選擇開關(guān)旋至 OFF 擋或交流電壓最高擋 6 若長(zhǎng)期不用 應(yīng)把電池取出 2 用多用電表歐姆擋測(cè)電阻時(shí) 下列說法正確的是 A 測(cè)量前必須調(diào)零 而且每測(cè)一次電阻都要重新調(diào)零B 為了使測(cè)量值比較準(zhǔn)確 應(yīng)該用兩手分別將兩表筆與待測(cè)電阻兩端緊緊捏在一起 以使表筆與待測(cè)電阻接觸良好C 待測(cè)電阻若是連在電路中 應(yīng)當(dāng)先把它與其他元件斷開后再測(cè)量D 使用完畢應(yīng)當(dāng)撥出表筆 并把選擇開關(guān)旋到OFF擋或交流電壓最高檔 答案 CD 3 用多用電表的歐姆擋測(cè)某一電阻的阻值時(shí) 分別用 1 10 100 三個(gè)電阻擋測(cè)了三次 指針?biāo)傅奈恢萌缬覉D所示 其中 是用 擋 是用 擋 是用 擋 為提高測(cè)量的精確度 應(yīng)該用 擋 被測(cè)電阻阻值約為 解析 乘的倍率越大 示數(shù)越小 故 是 1 擋 是 10 擋 是 100 擋 為了提高測(cè)量的準(zhǔn)確度 指針應(yīng)在表盤的中間附近 故選 10 擋測(cè)量 被測(cè)電阻阻值約為30 10 300 答案 1 10 100 10300 討論與交流 多用電表的歐姆擋的刻度是否均勻 討論與交流 多用電表的表盤描述 點(diǎn)撥 面板上半部的表盤上的刻度主要有電阻 交 直流電壓 電流等 下半部分主要有調(diào)零旋鈕 黑 紅表筆接口以及選擇開關(guān)等 選擇開關(guān)可選擇直流電壓 直流電流 交流電壓和電阻 電阻擋又可選擇 1 10 100 1k 等擋位 面板右下角的 插孔是紅表筆插孔 接內(nèi)部電流表的正接線柱 插孔是黑表筆插孔 接內(nèi)部電流表的負(fù)接線柱 一只多用電表的測(cè)量電阻部分共分 1 10 100 1k四擋 表面電阻刻度如下圖 a 所示 某學(xué)生用這只多用電表來測(cè)一個(gè)電阻的阻值 他選擇 100擋 并按使用規(guī)則正確的調(diào)整好了多用電表 測(cè)量時(shí)表針的偏轉(zhuǎn)如下圖所示 b 為使測(cè)量結(jié)果盡可能準(zhǔn)確 他決定再測(cè)量一次 再次測(cè)量中 他應(yīng)選擇的是 擋 在后面所給的幾個(gè)操作步驟中 不需要進(jìn)行的是 填步驟前的字母代號(hào) 在應(yīng)該進(jìn)行的操作步驟中 按順序應(yīng)選 填步驟前的字母序號(hào) A 把兩根表筆短接B 將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到上面所選擇的量程上C 將選擇開關(guān)放置到交流電壓的最高擋D 在兩表筆分離的情況下 調(diào)節(jié)電表的指針定位螺絲 使指針指在最左端零位E 把兩根表筆分別與待測(cè)電阻兩端接觸 指針穩(wěn)定后讀出電阻值F 調(diào)節(jié)歐姆擋的調(diào)零旋鈕 使指針指在電阻刻度的零位上 解析 第一次測(cè)量指針偏小 阻值大 說明應(yīng)選更大倍率擋測(cè)量 所以應(yīng)再選 1k 擋 不需要的步驟為D 按測(cè)量步驟應(yīng)選擇的步驟順序?yàn)锽AFEC 答案 1kDBAFEC 使用多用電表歐姆擋測(cè)電阻時(shí) 要熟記使用步驟和注意事項(xiàng) 選擇合適的量程 以指針指在中央附近最準(zhǔn)確 測(cè)量結(jié)果不要忘記乘倍率 每次換量程時(shí)必須重新進(jìn)行歐姆調(diào)零 測(cè)量過程中 待測(cè)電阻必須從電路中隔離出來 且手不能接觸表筆的金屬桿 1 1 1 用多用表的歐姆擋測(cè)量阻值約為幾十k 的電阻Rx 以下給出的是可能的實(shí)驗(yàn)操作步驟 其中S為選擇開關(guān) P為歐姆擋調(diào)零旋鈕 把你認(rèn)為正確步驟前的字母按合理的順序填寫在下面的橫線上 a 將兩表筆短接 調(diào)節(jié)P使指針對(duì)準(zhǔn)刻度盤上歐姆擋的0刻度 斷開兩表筆b 將兩表筆分別連接到被測(cè)電阻的兩端 讀出Rx的阻值后 斷開兩表筆 c 旋轉(zhuǎn)S使其尖端對(duì)準(zhǔn)歐姆擋 1kd 旋轉(zhuǎn)S使其尖端對(duì)準(zhǔn)歐姆擋 100e 旋轉(zhuǎn)S使其尖端對(duì)準(zhǔn)交流500V擋 并拔出兩表筆 根據(jù)下圖所示指針位置 此被測(cè)電阻的阻值約為 2 多選題 下述關(guān)于用多用表歐姆擋測(cè)電阻的說法中正確的是 A 測(cè)量電阻時(shí) 如果指針偏轉(zhuǎn)過大 應(yīng)將選擇開關(guān)S撥至倍率較小的擋位 重新調(diào)零后測(cè)量B 測(cè)量電阻時(shí) 如果紅 黑表筆分別插在負(fù) 正插孔 則會(huì)影響測(cè)量結(jié)果C 測(cè)量電路中的某個(gè)電阻 應(yīng)該把該電阻與電路斷開D 測(cè)量阻值不同的電阻時(shí) 都必須重新調(diào)零 解析 1 使用歐姆表時(shí) 指針指在 中值 附近較為準(zhǔn)確 由圖知 中值電阻為30 而被測(cè)電阻Rx為幾十千歐 故選用 1k擋 測(cè)量前必須調(diào)零 實(shí)驗(yàn)完畢后 將選擇開關(guān)撥至交流電壓最高擋 故操作順序應(yīng)為 c a b e 2 指針偏角過大 說明電阻示數(shù)太小 即選用倍率過高 應(yīng)換用倍率較小擋位 且重新調(diào)零 A正確 利用歐姆表測(cè)電阻時(shí) 因使用表內(nèi)電源 故電阻不能在通路時(shí)測(cè)試 C正確 答案 1 c a b e30k 或30000 2 AC 1 用多用電表測(cè)直流電流時(shí) 應(yīng)把選擇開關(guān)旋至標(biāo)有 處 并把多用電表 連接到被測(cè)電路中 若測(cè)電壓時(shí) 應(yīng)把選擇開關(guān)旋至標(biāo)有 處 并把多用電表與被測(cè)電路 聯(lián) 測(cè)直流電壓和電流時(shí) 都必須把紅表筆接在 處 即電流會(huì)從 筆流進(jìn) 2 如下圖所示的 三條線分別表示多用電表指針的指示位置 將多用電表選擇開關(guān)置于 1 擋 的示數(shù) 的示數(shù) 將選擇開關(guān)置于直流 50V 擋 的示數(shù)為 V 的示數(shù)為 V 的示數(shù)為 V 選擇開關(guān)置于直流 250V 擋時(shí) 示數(shù)為 V 的示數(shù)為 V 解析 1 多用電表測(cè)直流電流時(shí) 選擇開關(guān)應(yīng)置于標(biāo)有 mA 處 且把電表串聯(lián)接入被測(cè)電路中 測(cè)電壓時(shí) 把選擇開關(guān)置于標(biāo)有 V 處 且并聯(lián)于被測(cè)電路兩端 測(cè)直流電壓和直流電流時(shí) 都必須把紅表筆接在電勢(shì)高處 即電流從紅表筆進(jìn)入 2 多用表測(cè)電流或電壓時(shí) 只要根據(jù)旋鈕所指示的量程看表盤相對(duì)應(yīng)的刻度弧線 根據(jù)讀數(shù)規(guī)則 直接讀出指針指示的讀數(shù)即可 而歐姆表的刻度指示數(shù)乘以旋鈕指示的檔次倍率 才是電阻的測(cè)量值 答案 1 mA串V并電勢(shì)高紅 2 2836 17 814 28 0 8873 2 1 2009年安徽卷 用多用電表進(jìn)行了幾次測(cè)量 指針分別處于a和b的位置 如下圖所示 若多用電表的選擇開關(guān)處于下面表格中所指的擋位 a和b的相應(yīng)讀數(shù)是多少 請(qǐng)?zhí)钤诒砀裰?答案 230 57320 有一只電阻和一只半導(dǎo)體二極管串聯(lián) 裝在盒子里 盒子外面只露出三個(gè)接線柱A B C 如圖甲所示 今用多用電表的歐姆擋進(jìn)行測(cè)量 測(cè)量的阻值如下表所示 試在虛線框 圖乙 中畫出盒內(nèi)元件的符號(hào)和電路 解析 根據(jù)AC間的電阻阻值情況可知 AC間顯然為一只電阻 根據(jù)BC間測(cè)得的阻值情況及二極管的單向?qū)щ娦钥芍?BC間應(yīng)是一只二極管 且B接負(fù)極 C接正極 AB間測(cè)得的阻值情況進(jìn)一步說明上述判斷是合理的 所以盒內(nèi)元件的連接情況如下圖所示 3 1 用多用電表的歐姆擋 100 測(cè)試三只二極管 三次測(cè)試如下圖中的 第 次 填代號(hào) 測(cè)量的二極管是好的 該二極管的正極是 端 解析 根據(jù)二極管加正向電壓時(shí) 電阻值越小越好 但不能為零 否則二極管會(huì)被擊穿 加反向電壓時(shí) 電阻值越大越好 但不能無窮大 否則二極管引線斷開 由圖可知 圖 二極管是壞的 圖 中二極管是好的 且左邊圖加的是反向電壓 右邊圖加的是正向電壓 由于紅表筆插入的是 測(cè)試孔 與電池內(nèi)部負(fù)極相連 故二極管的正極是a端 答案 a 1 有關(guān)歐姆表的使用 下列說法中正確的是 A 更換測(cè)量擋時(shí) 需要重新歐姆調(diào)零B 測(cè)量電阻時(shí) 表的指針偏轉(zhuǎn)角度越大 誤差就越小C 使用完畢應(yīng)將選擇開關(guān)旋至交流電壓最高擋或 OFF 擋D 如果指針相對(duì)電流零刻度偏轉(zhuǎn)太小 應(yīng)改用大量程測(cè)量 解析 歐姆表的指針指在中值電阻附近時(shí) 讀數(shù)誤差較小 由于電阻的測(cè)量值等于表面示數(shù)乘倍率 指針相對(duì)電流零刻度偏轉(zhuǎn)太小 即電阻的表面示數(shù)太大 說明倍率太小 應(yīng)增大倍率 即改用較大量程擋測(cè)量 為了安全 使用完畢應(yīng)將選擇開關(guān)旋至交流電壓最高擋或 OFF 擋 歐姆表使用時(shí) 每換一次擋必須重新調(diào)零 答案 ACD 2 右圖所示是一個(gè)歐姆表的外部構(gòu)造示意圖 其正 負(fù)插孔內(nèi)分別插有紅 黑表筆 則虛線內(nèi)的電路圖應(yīng)是圖中的 解析 紅表筆接內(nèi)部電源的負(fù)極 且內(nèi)部電阻為可變電阻用以歐姆調(diào)零 則選項(xiàng)A正確 答案 A 3 一多用電表的電阻擋有三個(gè)倍率 分別是 1 10 100 用 10擋測(cè)量某電阻時(shí) 操作步驟正確 發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小 為了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量 應(yīng)換到 擋 如果換擋后立即用表筆連接待測(cè)電阻進(jìn)行讀數(shù) 那么缺少的步驟是 若補(bǔ)上該步驟后測(cè)量 表盤的示數(shù)如下圖所示 則該電阻的阻值是 解析 選歐姆擋測(cè)電阻時(shí)指針偏轉(zhuǎn)角度很小 說明所選倍率太小 應(yīng)選用更高倍率擋 使指針盡可能偏轉(zhuǎn)到表盤的中間位置附近 該位置附近有較高的精度 歐姆擋每換一次倍率 需重新進(jìn)行調(diào)零 答案 100調(diào)零 或重新調(diào)零 2 2 103 或2 2k 4 2009年全國(guó)卷 某同學(xué)利用多用電表測(cè)量二極管的反向電阻 完成下列測(cè)量步驟 1 檢查多用電表的機(jī)械零點(diǎn) 2 將紅 黑表筆分別插入正 負(fù)表筆插孔 將選擇開關(guān)撥至電阻測(cè)量擋適當(dāng)?shù)牧砍烫?3 將紅 黑表筆 進(jìn)行歐姆調(diào)零 4 測(cè)反向電阻時(shí) 將 表筆接二極管正極 將 表筆接二極管負(fù)極 讀出電表示數(shù) 5 為了得到準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果 應(yīng)讓電表指針盡量指向表盤 填 左側(cè) 右側(cè) 或 中央 否則 在可能的條件下 應(yīng)重新選擇量程 并重復(fù)步驟 3 4 6 測(cè)量完成后 將選擇開關(guān)撥向 位置 解析 多用電表作為歐姆表使用時(shí) 除進(jìn)行機(jī)械調(diào)零外 還要繼續(xù)歐姆調(diào)零 因?yàn)闅W姆調(diào)零的含義是所測(cè)得電阻阻值為零 故步驟 3 中可將紅 黑表筆短接 多用電表作為歐姆表使用時(shí) 電表的內(nèi)部有一個(gè)電源 且紅表筆 插入 插孔 與電池負(fù)極相連 黑表筆 插入 插孔 與電池正極相連 所以步驟 4 要測(cè)二極管的反向電阻時(shí) 應(yīng)將紅表筆接二極管的正極 將黑表筆接二極管的負(fù)極 因?yàn)闅W姆表的表盤的刻度是不均勻的 越向左刻度越密 測(cè)量值越不準(zhǔn)確 所以 在步驟 5 中應(yīng)讓電表指針盡量指向表盤的中央 測(cè)量完畢后 應(yīng)拔出表筆 選擇開關(guān)置于OFF擋位置 答案 3 短接 4 紅黑 5 中央 6 OFF 5 如下圖所示為用多用電表測(cè)電路中電流的實(shí)驗(yàn) 圖中多用電表測(cè)試的是 填 甲電阻 乙電阻 或 總 的電流 測(cè)得電流的大小的是 解析 由電路中連接情況知 多用電表與乙電阻串聯(lián) 故測(cè)試的是乙電阻的電流 由圖知選擇量程為100mA 故指針指示讀數(shù)為50 0mA 答案 乙電阻50 0mA 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全