练习使用多用电表.doc

12.10 练习使用多用电表
要点归纳：
一、实验目的
使用多用电表测电路中电流、电压和电阻．
二、实验原理
1．表盘外形如图1所示．上半部分为表头，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度；第一行、第三行刻度线不均匀，第二行为交、直流电流和直流电压共用刻度．下半部分为选择开关，它的四周刻有各种测量项目和量程．另外，还有欧姆表的调零旋钮，指针定位螺丝和测试笔的插孔．

图 1 图 2
2．挡位(如图2所示)
(1)当S接通1或2时表头与电阻并联，所以1、2为电流挡，由于并联阻值的大小不同，量程也不同，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．
3．多用电表的电阻挡(欧姆挡)原理
电阻挡是根据闭合电路欧姆定律制成的，可直接读出电阻之值,它的原理如图3所示．其中G为灵敏电流表，满偏电流Ig，线圈电阻Rg，电源电动势E，内阻r，R为可变电阻，也叫调零电阻.
图 3
(1)当红黑表笔不接触时，电流表示数为零，红黑表笔间电阻为无限大.
(2)当红黑表笔短接时，调节R使指针满偏.，有Ig=.
(3)当红黑表笔间接电阻Rx时，通过电流表电流I=，每一个Rx对应一个电流I，在刻度盘上标出与I对应的Rx的值，这样即可读出待测电阻阻值，但由上式看出，I与Rx不成比例，故欧姆表刻度不均匀.
(4)当欧姆表指针指向表盘中央时，有 ，即
解得 ，即

4．二极管的单向导电性
(1)晶体二极管是由半导体材料制成的，它有两个极，一个叫正极一个叫负极，它的符号如图4甲所示． 图 4
(2)晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向)．当给二极管加正向电压时，它的电阻很小，电路导通，如图乙所示；当给二极管加反向电压时，它的电阻很大，电路截止，如图丙所示．
(3)将多用电表的选择开关拨到欧姆挡，红、黑表笔接到二极管的两极上，当黑表笔接“正”极，红表笔接“负”极时，电阻示数较小，反之电阻示数很大，由此可判断出二极管的正、负极．
三、实验器材
多用电表一只、干电池若干节、电阻箱多个、定值电阻多个、开关、小灯泡、二极管和导线若干．
四、实验步骤
1．观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程．
2．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．将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔．
4．按如图5甲所示连好电路，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． 图 5
5．按如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小灯泡的电流．
6．利用多用电表的欧姆挡测三个定值电阻的阻值，比较测量值和真实值的误差．
用多用电表测电阻的步骤：
①调整定位螺丝，使指针指向电流的零刻度；
②选择开并置于“Ω”挡的“×1”，短接红、黑表笔，调节欧姆调零旋钮，然后断开表笔，再使指针指向∞；
③将两表笔分别接触阻值为几十欧的定值电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，再与标定值进行比较；
④选择开关改置“×100”挡，重新进行欧姆调零；
⑤再将两表笔分别接触标定值为几千欧的电阻两端，读出指示的电阻值，然后断开表笔，与标定值进行比较；
⑥测量完毕，将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡．
7．研究二极管的单向导电性，利用多用电表的欧姆挡测二极管两个引线间的电阻，确定正负极．
8．探索黑箱内的电学元件
判断目的
应用挡位
现象
电源
电压挡
两接线柱正、反接时均无示数说明无电源
电阻
欧姆挡
两接线柱间正、反接时示数相同
二极管
欧姆挡
正接时示数很小，反接时示数很大
电容器
欧姆挡
指针先指“0 Ω”后逐渐增大到“∞”，且指针摆动越来越慢
电感线圈
欧姆挡
示数由“∞”逐渐减小到某一较小固定示数
五、数据处理
1．测电阻时，电阻值等于表针的示数与倍率的乘积，指针示数的读数一般读两位有效数字．
2．测电流和电压时，如果表盘的最小刻度为1、0.1、0.01等，读数时应读到最小刻度的下一位，若表盘的最小刻度为0.2、0.02、0.5、0.05等，读数时只读到与最小刻度位数相同即可．
六、误差分析
1．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．
2．欧姆表的表盘刻度不均匀，估读时易带来误差．
3．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，因此要选用恰当挡位，使指针指在中值附近．
4．读数时的观测易形成偶然误差，要垂直表盘正对指针读数．
七、注意事项
1．欧姆表刻度盘不同于电压、电流刻度盘
(1)左∞右0：电阻无限大与电流、电压零刻度重合，电阻零刻度与电流、电压最大刻度重合．
(2)刻度不均匀：左密右疏．
(3)欧姆挡是倍率挡，即读出的示数再乘以挡上的倍率．电流、电压挡是量程范围挡．
在不知道待测电阻的估计值时，应先从小倍率开始，熟记“小倍率小角度偏，大倍率大角度偏”(因为欧姆挡的刻度盘上越靠左读数越大，且测量前指针指在左侧“∞”处)．
(4)欧姆表的读数
待测电阻的阻值应为表盘读数乘以倍率．为了减小读数误差，指针应指表盘到的部分，即中央刻度附近．
2．多用电表使用的“八大注意”
(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)刻度线有三条：上为电阻专用，中间为电流、电压、交流、直流共用，下为交流2.5 V专用．
(6)测电阻时
①待测电阻与电路、电源一定要断开．
②两手一定不要同时接触两笔金属杆．
③指针指中值附近较准，否则换挡．
④每换一挡必须重新欧姆调零．
⑤读出示数要乘以倍率．
(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．
题型一 多用电表的使用与读数
【例1】(09·安徽)用多用电表
进行了几次测量，指针分别处于
a和b的位置，如图所示．
若多用电表的选择开关处于下面
表格中所指的挡位，a和b的相
应读数是多少？请填在表格中．
指针位置
选择开关所处挡位
读数
a
直流电流100 mA
mA
直流电压2.5 V　　
V
b
电阻×100
Ω

答案 23.0　0.57　320

如图为一正在测量中的多用电表表盘．
(1)如果是用×10 Ω挡测量电阻，则读数为________ Ω.
(2)如果是用直流10 mA挡测量电流，则读数为______ mA.
(3)如果是用直流5 V挡测量电压，则读数为________ V.

解析　(1)电阻读数要用刻度乘以挡位倍率，即6×10 Ω＝60 Ω.
(2)用10 mA挡测量电流，每格刻度为0.2 mA，读数为6 mA＋5.9×0.2 mA＝7.18 mA.
(3)用5 V挡测电压，每格刻度为0.1 V，读数为3 V＋5.9×0.1 V＝3.59 V.

【例2】(09·全国Ⅱ)某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻．完成下列测量步骤：
(1)检查多用电表的机械零点．
(2)将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，将选择开关拨至电阻测量挡适当的量程处．
(3)将红、黑表笔________，进行欧姆调零．
(4)测反向电阻时，将________表笔接二极管正极，将______表笔接二极管负极，读出电表示数．
(5)为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘________(填“左侧”、“右侧”或“中央”)；否则，在可能的条件下，应重新选择量程，并重复步骤(3)、(4)．
(6) 测量完成后，将选择开关拨向________________位置．
答案 (3)短接　(4)红　黑　(5)中央　(6)OFF

【练习】一多用电表的电阻挡有三个倍率，分别是×1、×10、×100．用×10挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，应换到________挡，如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是________，若补上该步骤后测量，表盘的示数如图所示，则该电阻的阻值是________Ω．

答案　×100　调零(或重新调零)　2.2×103

【练习】(09·天津)图8所示为一简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流Ig＝300 μA，内阻Rg＝100 Ω，可变电阻R的最大阻值为10 kΩ，电池的电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.5 Ω，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是________色．按正确使用方法测量电阻Rx的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则Rx＝__________kΩ．
若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小、内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述Rx，其测量结果与原结果相比将__________(填“变大”、“变小”或“不变”)．
答案 红　5　变大

【练习】(09·上海)(1)用多用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
可能的实验操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆挡调零旋钮．把你认为正确步骤前的字
母按合理的顺序填写在下面的横线上．
a．将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的0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×1 k
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500 V挡，并拔出两表笔．
将正确步骤按合理的顺序为__________________．
根据如图所示指针位置，此被测电阻的阻值约为________ Ω．
(2)下述关于用多用电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
解析：本题考查欧姆表的使用．
(1)题目中要求测量几十千欧的电阻，所以应该选择×1 k的欧姆挡，再进行欧姆调零，然后进行测量，最后将S旋至指向交流500 V挡，拔出表笔，所以顺序为c、a、b、e，根据欧姆表的读数原理，可以得出欧姆表的读数为30 kΩ.
(2)指针偏角过大，说明电阻较小，所以应选择倍率较小的挡位，A项正确；电阻的阻值与电流的流向无关，所以红黑表笔接反，不影响测量结果，B项错误；不将被测电阻与外电路断开，流经欧姆表的电流会受影响，影响读数甚至烧毁器材，C项正确；只要不换挡位，就不用重新调零，D项错误．
答案：(1)c、a、b、e　30 k　(2)AC
【练习】如图所示为多用电表的刻度盘．若选用倍率为“×100”的电阻挡测电阻时，表针指示如图所示，则：
(1)所测电阻的阻值为________ Ω；如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×104 Ω的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡是__选填“×10”、“×100”或“×1 k”)．
(2)用此多用电表进行测量，当选用量程为50 mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为________ mA；当选用量程为250 mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为________ mA.
(3)当选用量程为10 V的电压挡测量电压时，表针也指于图示位置，则所测电压为_______ V.
解析：(1)欧姆表读数：对应最上一行刻度值为15，倍率为“×100”，读数为1.5×103 Ω.
(2)选50 mA直流电流挡，则每一大格表示10 mA，每一小格表示1 mA，测量的精确度为1 mA，应估读到0.1 mA(此时为1/10估读)，指针对应的读数为30.8 mA；选择量程为250 mA的电流挡，则每一大格表示50 mA，每一小格表示5 mA；测量的精确度为5 mA，应估读到1 mA(此时为1/5估读)，指针对应的读数为154 mA.
(3)选择10 V电压挡，则每一大格表示2 V，每一小格表示0.2 V，测量的精确度为0.2 V，应估读到0.1 V(此时应为1/2估读)，指针对应的读数为6.2 V.
答案：(1)1.5×103　×1 k　(2)30.8(30.7～30.9都正确)　154　(3)6.2
反思领悟：多用电表的读数技巧
测电阻时(欧姆挡)读数：除非指针所在刻度盘处每个小格表示1 Ω时，要估读到下一位，其余情况都不用估读．电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积．
测电压、电流时的读数，要注意其量程，根据量程确定精确度，精确度是1、0.1、0.01时要估读到下一位，精确度是2、0.02、5、0.5等时，不用估读到下一位．

【练习】某班同学在做“练习使用多用电表”的实验．

①某同学用多用电表的欧姆挡测量电阻Rx的阻值，当选择开关置于欧姆挡“×100”的位置时，多用电表指针示数如图a所示，此被测电阻的阻值约为________ Ω.
②某同学按如图b所示的电路图连接元件后，闭合开关S，发现A、B灯都不亮．该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障．检查前，应将开关S________.(填“闭合”或“断开”)
③若②中同学检查结果如表所示，由此可以确定(　　)
测试点
b、f
b、e
b、d
d、e
多用表
表盘指示

A．灯A断路 B．灯B断路
C．灯A、B都断路 D．d、e间导线断路
解析：(1)欧姆表测电阻测量值等于读数乘以倍率；用欧姆挡检查电路须将电路断开；b、f之间电阻无穷大说明b、f间有断路，b、e之间电阻无穷大说明b、e间有断路，d、e之间电阻无穷大说明d、e间有断路，b、d间电阻有一定的数值，说明b、d间没有断路，所以断路在d、e之间．本题容易．

答案：(1)①2.6 k(或2.6×103　2 600)　②断开　③D

【练习】在如图7所示的电路中，四节干电池串联，小灯泡A、B的规格均为“3.8 V,0.1 A”．合上开关S后，无论怎样移动滑动片，A、B灯都不亮．用多用电表的直流电压档检查故障；

(1)①现将多用电表的开关置于下列量程的______挡较为合适(用字母序号表示)
A．2.5 V B．10 V C．50 V D．250 V
②测得c、d间电压约为5.8 V，e、f间电压为0，则故障可能是(　　)
A．A灯丝断开 B．B灯丝断开
C．d、e间连线断开 D．B灯被短路
(2)接着利用欧姆表的“×1”挡测电阻，欧姆表已经“欧姆调零”．
①测试前，一定要将电路中的开关S____________；
②测c、d间和e、f间电阻时，某次测试结果如图8所示，读数为________．

答案　(1)①B　②A　(2)①断开　②22 Ω
题型二 用多用电表探索黑箱问题
【例1】如图中所示，一只黑箱外有4个接线柱A，B，C，D，盒内有4个阻值都是6 Ω的电阻，分别通过导线接在接线柱上．用多用电表欧姆挡测得各接线柱间的电阻值如下：RAB＝6 Ω，RAC＝RAD＝10 Ω，RCD＝RBC＝RBD＝4 Ω．试画出黑箱内电阻的连接图．

答案

【练习】黑箱上有三个接线柱A、B、C，如图5所示，已知里面装的元件只有两个(可能的元件是电池、电阻或二极管)，并且两个接线柱间最多只接一个元件，现测量结果如下：
(1)用直流电压挡测量A、B、C三点间均无电压；
(2)用欧姆挡测量A、C间正、反接阻值不变；
(3)用欧姆挡测量，黑表笔接A点，红表笔接B点，反接阻值较大；
(4)用欧姆挡测量，黑表笔接C点，红表笔接B点，有阻值，阻值比第②步测得的大；反接阻值最大．画出箱内两个元件的连接图．

答案

【练习】多用电表是确定电学元件、检修电学故障的重要仪器，在电子技术中有很广泛的应用．如图所示，一个盒子外部有四个接线柱A、B、C、D．盒内有三个电学元件和若干导线组成的电路．利用多用电表欧姆挡测试，根据以下结果，试画出盒内的电路．
(1)A、B间的电阻是B、D间电阻的两倍，即RAB＝2RBD；
(2)两表笔分别接触A、C和C、D时，指针均先偏转，然后又缓慢回到“∞”刻度．
[解析]　一般来说，电学元件有电池、电阻、电容器和二极管。有无电池应用电压表首先探测。确定无电池后再用欧姆表探测箱内是电阻还是电容器或二极管。若是电阻，则用欧姆表两次测得数据应相等(先测一次，将红、黑表笔交换后再测一次)。若是二极管，则一次结果很小，另一次结果必很大。若是电容器，则用欧姆表探测时，会出现：指针先偏转，然后又缓慢回到“∞”刻度。根据测试结果可知盒内有一个电容器，另外两个则是电阻。由于RAB＝2RBD，因此两电阻串联于A、B间，B、D间仅有一个电阻。其电路图如图所示。