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8 多用電表的原理9 實驗 練習使用多用電表 一 歐姆表1 內(nèi)部構造 由 三部分組成 2 歐姆表改裝原理及刻度特點原理 閉合電路的 表頭 電源 可變電阻 歐姆定律 二 多用電表1 用途 共用一個表頭 可分別測量 等物理量 2 最簡單的多用電表原理圖如圖所示 當單刀多擲開關接通1時 可作為使用 接通2時 可作為使用 接通3時 可作為使用 電壓 電阻 電流 電流表 歐姆表 電壓表 3 外部結構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 周圍標有測量功能的區(qū)域及量程 將選擇開關旋轉到電流擋 多用電表內(nèi)的電流表電路就被接通 選擇開關旋轉到電壓擋或電阻擋 表內(nèi)的或歐姆表電路就被接通 在不使用時 應把選擇開關旋到擋 或交流電壓最高擋 表盤 選擇開關 電壓表電路 OFF 三 實驗 練習使用多用電表1 使用多用電表測量電壓 1 選擇直流電壓擋合適的 2 將電表與被測電路 2 使用多用電表測量電流 1 選擇直流電流擋合適的量程 2 將被測電路導線卸開一端 把多用表在電路中 3 讀數(shù)時 首先要認清刻度盤上的 量程 并聯(lián) 串聯(lián) 最小刻度 3 用多用電表測電阻 1 要將選擇開關扳到擋上 此時紅表筆連接表內(nèi)電源的極 黑表筆連接表內(nèi)電源的極 選好量程后 先 然后測量 測量完畢 應把選擇開關旋轉到擋 2 用多用電表測電壓測電流及測電阻時 電流都是從表筆流入電表 從表筆流出電表 歐姆 負 正 歐姆調(diào)零 OFF 紅 黑 4 二極管的特點及其電阻測量 1 特點 如下圖所示 它由材料制成 有兩個電極 2 電阻測量 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?半導體 較小 較大 正負極 好壞 用多用電表測電壓 電流 電阻和二極管的特點及其電阻的測量使用多用電表前應先進行機械調(diào)零 若一開始指針不正對電流的零刻度 應用小螺絲刀調(diào)節(jié)多用電表的指針定位螺絲 使指針正對零刻度 1 測量電壓和電流 在測量小燈泡的直流電壓或電流時 量程選擇要適當 以使表針在測量范圍內(nèi)偏轉得盡量大一些 這樣測量結果會比較準確 用多用電表進行了幾次測量 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處于下面表格中所指的擋位 a和b的相應讀數(shù)是多少 請?zhí)钤诒砀裰?解析 讀取直流電壓 電流時看表盤正中央的那條刻度均勻的刻度線 對于直流100mA電流擋 每一小格表示2mA 所以讀數(shù)是23mA 對于2 5V電壓擋 每小格表示0 05V 所以讀數(shù)是0 57V 對于50V電壓擋 每個小格表示1V 所以讀數(shù)是41 5V答案 23mA0 57V41 5V 2 測量定值電阻 1 選擋首先根據(jù)估測電阻的大小選擇合適的擋位 使測量時表針在刻度盤的中間區(qū)域 選擇擋位時通常按大量程擋向小量程擋順序選擇 2 電阻調(diào)零 兩表筆短接 調(diào)整 歐姆調(diào)零旋鈕 使指針指到 0 處 3 測量 測量時被測電阻要跟電源及其他元件斷開 且不要用手接觸表筆的金屬桿 4 讀數(shù) 要用刻度盤上的讀數(shù)乘以選擇開關所指的倍數(shù)即得到待測電阻的阻值 5 測量完成后將選擇開關撥離歐姆擋 一般旋至交流電壓最高擋或 OFF 擋上 以切斷內(nèi)部電源 1 用多用表的歐姆擋測量阻值約為幾十k 的電阻Rx 以下給出的是可能的實驗操作步驟 其中S為選擇開關 P為歐姆擋調(diào)零旋鈕 把你認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使指針對準刻度盤上歐姆擋的0刻度 斷開兩表筆b 將兩表筆分別連接到被測電阻的兩端 讀出Rx的阻值后 斷開兩表筆c 旋轉S使其尖端對準歐姆擋 1kd 旋轉S使其尖端對準歐姆擋 100 e 旋轉S使其尖端對準交流500V擋 并拔出兩表筆 根據(jù)下圖所示指針位置 此被測電阻的阻值約為 2 多選題 下述關于用多用表歐姆擋測電阻的說法中正確的是 A 測量電阻時 如果指針偏轉過大 應將選擇開關S撥至倍率較小的擋位 重新調(diào)零后測量B 測量電阻時 如果紅 黑表筆分別插在負 正插孔 則會影響測量結果C 測量電路中的某個電阻 應該把該電阻與電路斷開D 測量阻值不同的電阻時 都必須重新調(diào)零 解析 1 使用歐姆表時 指針指在 中值 附近較為準確 被測電阻Rx為幾十千歐 故選用 1k擋 由題圖知中值電阻為30k 測量前必須調(diào)零 實驗完畢后 將選擇開關撥至交流最高擋 故操作順序應為c a b e 2 指針偏轉過大 說明電阻示數(shù)太小 即選用倍率過高 應換用倍率較小的擋位 且須重新調(diào)零 A正確 測電阻時 紅 黑表筆與正 負插孔的接法并不影響流過表頭的電流方向 故對測量結果沒影響 B錯誤 利用歐姆表測電阻時 因使用表內(nèi)電源 故電阻不能在通路時測量 C正確 測量不同的電阻時 不用重新調(diào)零 D錯誤 答案 1 c a b e30k 或30000 2 AC 3 測量二極管的導電特性及正反向電阻 1 二極管的單向?qū)щ娦?如右圖所示 二極管的特點是電流從正極流入時電阻比較小 而從負極流入時電阻比較大 2 用多用電表測電壓 電流或電阻時 電流的流向特點多用電表的 插孔插紅表筆 插孔插黑表筆 當用于測量電壓或電流時 插孔相當于電表的 接線柱 插孔相當于電表的 接線柱 所以紅表筆接觸點的電勢都比黑表筆高 電流從紅表筆流入 從黑表筆流出 當用作歐姆表時 或紅表筆 接線柱與內(nèi)部電源的負極相連 而 接線柱 或黑表筆 與內(nèi)部電源的正極相連 因此多用電表接入測量電路后電流仍是從紅表筆流入 從黑表筆流出 3 測正向電阻 用多用電表的歐姆擋 量程撥到 10 的位置上 將紅表筆插入 插孔 黑表筆插入 插孔 然后兩表筆短接進行歐姆調(diào)零后 讓黑表筆接觸二極管正極 紅表筆接觸二極管負極 如圖甲所示 指針穩(wěn)定后讀取示數(shù)乘上倍率求出正向電阻R1 甲乙 4 測反向電阻 將多用電表的選擇開關旋至高倍率的歐姆擋 例如 1k 變換擋位之后 再次歐姆調(diào)零后 讓黑表筆接觸二極管的負極 紅表筆接觸二極管的正極 如圖乙所示 指針穩(wěn)定后讀取示數(shù)乘以倍率求出反向電阻R2 用多用電表的歐姆擋 100 測試三只二極管 測試三次如下圖中的 由圖可知 第 次測量的二極管是好的 該二極管的正極是 端 解析 第 次測量中 正 反向電阻都很大 說明二極管內(nèi)部斷路 第 次測量中 正 反向電阻都很小 說明二極管內(nèi)部短路 第 次測量中 正 反向電阻差別很大 說明二極管是好的 且測正向電阻時 黑表筆所接的a端為二極管的正極 答案 a No 4疑難解釋 1 歐姆表的刻度有什么特點 提示 1 歐姆表的刻度不均勻 如下圖所示 歐姆表靠右邊的刻度稀疏 靠左邊的刻度稠密 即 左密右疏 2 歐姆表的 0 刻度在刻度盤最右側I Ig處 而歐姆表的 刻度在刻度盤最左側I 0處 故歐姆表指針偏角越大 表明被測電阻阻值越小 2 歐姆表刻度盤上的中值電阻有什么意義嗎 3 測電阻時 為什么待測電阻要與外電路斷開 提示 若待測電阻與外電路相連 當外電路中有電源時 流過表頭的電流要受外電源的影響 故表頭中的電流與表盤上的電阻值不對應 讀得電阻值就不準確了 當外電路中無電源時 待測電阻可能與其他的元件并聯(lián) 故測得的阻值也不準確 所以測電阻時 必須將待測電阻與外電路斷開 4 用多用電表測電阻 電壓和電流時 電路中電流來源相同否 提示 不同 測電阻時 歐姆表中的電流是自己內(nèi)部提供的 測電壓 電流時 電表中的電流是外電路的電源提供的 教材資料分析 思考與討論 如圖2 8 3中 甲 乙 丙分別為電流表 歐姆表和電壓表的示意圖 點撥 把教材P65圖2 8 3中甲 乙 丙三個圖綜合起來即可完成最簡單的多用電表的電路圖 如右圖所示 說一說 圖2 8 5是一個多量程多用電表的電路示意圖 點撥 S調(diào)到1 2位置上測電流 S調(diào)到3 4位置上測電阻 S調(diào)到5 6位置上測電壓 S調(diào)到1位置時電流量程大S調(diào)到2位置時電壓量程大 思考與討論 圖2 9 6所示多用表的選擇開關沒有 OFF 擋 兩位同學用過電表后 甲調(diào)到交流電壓最大擋 乙調(diào)到電流擋 誰的習慣好 點撥 甲的習慣好 因為實驗完畢 將表筆從插孔中拔出 并將選擇開關置于 OFF 擋或交流電壓最高擋 這樣對電表的保養(yǎng)有好處 而且若長期不用 應將多用電表中電池取出 有一可供使用的多用電表 S為選擇開關 Q為歐姆擋調(diào)零旋鈕 現(xiàn)在要用它檢測兩個電阻的阻值 已知阻值分別為R1約為20 R2約為30k 下面提出了在測量過程中一系列可能的操作 請你選出能盡可能準確地測定各阻值和符合多用電表安全使用規(guī)則的各項操作 并且將它們按合理順序填寫在后面的橫線上的空白處 下圖為歐姆擋表盤刻度的示意圖 A 旋動S使其尖端對準歐姆擋 1kB 旋動S使其尖端對準歐姆擋 100C 旋動S使其尖端對準歐姆擋 10D 旋動S使其尖端對準歐姆擋 1E 旋動S使其尖端對準V1000 F 將兩表筆分別接到R1的兩端 讀出R1的阻值 隨后即斷開G 將兩表筆分別接到R2的兩端 讀出R2的阻值 隨后即斷開H 兩表筆短接 調(diào)節(jié)Q使表針對準歐姆擋刻度盤上的0 隨后即斷開所選操作及其順序為 用字母代號填空 操作 步驟可以重復選用 解析 多用電表測量電阻時 量程的選擇以指針中央附近時讀數(shù)較準確 由表盤中值示數(shù)約15 可知 測約為20 的R1的電阻時 只能選 1 擋 測約為30k 的R2時 應選 1k 擋 并且在每次選定量程后 都必須將兩表筆短接 進行歐姆擋調(diào)零 所以題目中所給操作H需要重復選用 測量完畢后 選擇開關必須旋離歐姆擋 撥到交流電壓 V 最高擋或 OFF 處 所以合理的操作及順序為AHGDHFE或DHFAHGE 答案 AHGDHFE或DHFAHGE 反思總結 使用多用電表歐姆擋測電阻時 選擇合適的量程 以指針指在中央附近最準確 結果不要忘記乘以倍率 每次換量程時 必須重新進行歐姆擋調(diào)零 測量過程中 待測電阻必須從電路中隔離出來 且手不能接觸表筆的金屬桿 測量完畢 應將選擇開關撥至交流電壓最高擋或 OFF 處 1 用多用電表測直流電流時 應把選擇開關旋至標有 處 并把多用電表 聯(lián)到被測電路中 若測直流電壓時 應把選擇開關旋至標有 處 并把多用電表與被測電路 聯(lián) 測直流電壓和電流時 都必須把紅表筆接在 處 即電流從 表筆流進 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置于 1 擋 的示數(shù)為 的示數(shù)為 將選擇開關置于直流 50V 擋 的示數(shù)為 V 的示數(shù)為 V 的示數(shù)為 V 選擇開關置于直流 250V 擋時 的示數(shù)為 V 的示數(shù)為 V 思路點撥 如果是測電流就將選擇開關撥至電流擋并選擇合適的量程 其具體的使用方法與單功能電流表是相同的 測電壓也是如此 讀數(shù)要根據(jù)選擇的量程找準對應的刻度盤 弄清刻度盤上每一個小格的數(shù)值 然后才能正確的讀取測量結果 解析 1 測電流應將功能開關撥至電流擋 mA 的位置 并把它串聯(lián)到被測電路中 若測直流電壓 則需將功能開關撥至標有V的直流電壓擋 并與被測電路并聯(lián) 不論是測直流電壓還是電流 都必須把紅表筆接在高電勢處 使電流從紅表筆流進電表 2 多用表測電流或電壓時 只要根據(jù)功能旋鈕所指示的量程看表盤相對應的刻度弧線 并根據(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)乘以旋鈕指示的擋次倍率 才是電阻的測量值 答案 1 mA串V并高電勢紅 2 24 534 25 020 010 0 125100 反思總結 1 多用電表讀數(shù)時 一定要找到與所測量項目相對應的刻度 分清各自的量程及最小刻度值 用歐姆擋測量電阻阻值的示數(shù)為 讀數(shù) 倍率 2 直流電流和電壓的刻度線都是均勻的 讀數(shù)時可以共用 但需按比例計算 如讀取5mA量程的電流時可利用 50 的刻度線 只是 50 相當于 5mA 跟蹤發(fā)散 2 1 如下圖所示為用多用電表測電路中電流的實驗 圖中多用電表測試的是 填 甲電阻 乙電阻 或 總 的電流 測得電流的大小的是 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50mA 答案 乙電阻50mA 如下圖所示的電路中 1 2 3 4 5 6為連接點的標號 在開關閉合后 發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮 現(xiàn)用多用電表檢查電路故障 需要檢測的有 電源 開關 小燈泡 3根導線以及電路中的各連接點 1 為了檢測小燈泡及3根導線 在連接點1 2已接好的情況下 應當選用多用電表的 擋 在連接點1 2同時斷開的情況下 應當選用多用電表的 擋 2 在開關閉合情況下 若測得5 6兩點間的電壓接近電源的電動勢 則表明 可能有故障 3 將小燈泡拆離電路 寫出用多用電表檢測該小燈泡是否有故障的具體步驟 解析 1 當連接點1 2已接好時 電路中已有電壓存在 故需用電壓擋來檢測電路 當連接點1 2同時斷開時 電路中沒有電源提供電壓 要檢測電路故障 只有測各段電路的電阻是否異常 故采用歐姆擋 2 當電路中兩點間有電壓時 表明此兩點之外的電路與電源兩極是連通的 當測出兩點間電壓等于電源電壓而又確定電路故障是斷路引起時 就可以確定斷路位置在此兩點之間 答案 1 電壓歐姆 2 開關或連接點5 6 3 調(diào)到歐姆擋 將紅 黑表筆短接 進行歐姆調(diào)零 測量小燈泡的電阻 如果電阻無窮大 表明小燈泡有故障 反思總結 電路故障一般為斷路或短路 且具有不同的故障特點 斷路特點 電路中發(fā)生斷路 表現(xiàn)為電源電壓不為零而電流強度為零 若外電路中無用電器的任意兩點間電壓不為零 則這兩點間有斷點 而這兩點與電源連接部分無斷點 短路特點 若外電路中發(fā)生短路 表現(xiàn)為有電流通過電路 而電壓為零 跟蹤發(fā)散 3 1 如右圖所示 電路中有三根導線 其中一根是斷的 電源 電阻R1 R2及另外兩根導線是好的 為了查出斷導線 某學生想先用多用電表的紅表筆連接在電源的正極a 再將黑表筆連接在電阻R1的b端和R2的c端 并觀察多用電表指針的示數(shù) 下列選項中符合操作規(guī)程的是 A 直流10V擋B 直流0 5A擋C 直流2 5V擋D 歐姆擋 答案 A 1 有關歐姆表的使用 下列說法中正確的是 A 更換測量擋時 需要重新歐姆調(diào)零B 測量電阻時 表的指針偏轉角度越大 誤差就越小C 使用完畢應將選擇開關旋至交流電壓最高擋或 OFF 擋D 如果指針相對電流零刻度偏轉太小 應改用大倍率檔測量 解析 歐姆表的指針指在中值電阻附近時 讀數(shù)誤差較小 由于電阻的測量值等于表面示數(shù)乘倍率 指針相對電流零刻度偏轉太小 即電阻的表面示數(shù)太大 說明倍率太小 應增大倍率 即改用較大倍率擋測量 為了安全 使用完畢應將選擇開關旋至交流電壓最高擋或 OFF 擋 歐姆表使用時 每換一次擋必須重新調(diào)零 答案 ACD 2 如下圖所示 在用多用電表測量直流電壓U和測量電阻R時 若紅表筆插入多用電表的正 插孔 則 A 前者電流從紅表筆流入多用電表 后者電流從紅表筆流出多用電表B 前者電流從紅表筆流入多用電表 后者電流從紅表筆流入多用電表C 前者電流從紅表筆流出多用電表 后者電流從紅表筆流出多用電表D 前者電流從紅表筆流出多用電表 后者電流從紅表筆流入多用電表 解析 本題圖為多用電表的示意電路圖 無論是測電壓U還是測電阻R 電流都是從紅表筆流入多用電表 從黑表筆流出多用電表 選項B正確 答案 B 3 如右圖所示中E為電源 R1 R2為電阻 S為開關 現(xiàn)用多用電表測量流過電阻R2的電流 將多用電表的選擇開關調(diào)至直流電流擋 內(nèi)阻很小 以后 正確的接法是 A 保持S閉合 將紅表筆接在a處 黑表筆接在b處B 保持S閉合 將紅表筆接在b處 黑表筆接在a處C 將S斷開 紅表筆接在a處 黑表筆接在b處D 將S斷開 紅表筆接在b處 黑表筆接在a處 解析 多用電表使用時 無論是電壓擋 電流擋其電流都是從正插孔進 負插孔出 正插孔接紅表筆 負插孔接黑表筆 具體地說 對于電壓擋和電流擋接的是外電源時 相當于電壓表和電流表 故正確答案為C 答案 C 4 圖中A B C是多用表在進行不同測量時轉換開關分別指示的位置 D是多用表指針在測量時的偏轉位置 由此可知 1 A是 擋 若用此擋測量 指針位置如D 則讀數(shù)是 2 B是 擋 若用此擋測量 指針位置如D 則讀數(shù)是 3 C是 擋 若用此擋測量 指針位置如D 則讀數(shù)是 答案 1 歐姆15k 2 直流電流4 9mA 3 直流電壓24 5V 5 一多用電表的工作狀態(tài)如右圖所示 則此時的測量值為 如果選擇開關打在底部250擋 則此時的測量值為 指在底部10擋的測量值應該是 選擇開關指在左側100擋處測量值應該為 如果指在左側10擋處應該為 在測量電阻時 要想使指針向左側偏轉一些 應該把選擇開關換選 的擋位 填 更大 或 更小 而在換擋之后重新測量之前要重新進行 解析 由刻度可以知 兩個刻度表示1 可以讀的示數(shù)為4 電阻值為4 1 4 當選擇開關指在底部250擋時測的是直流電壓 且量程為250V 應該讀中間均勻刻度線 可選0 250這組數(shù)值來讀 讀得電壓為200V 選擇開關指在底部10擋時測的也是直流電壓 且量程為10V 可選0 10這組數(shù)值來讀 讀得電壓為8V 選擇開關指在左側100擋時測的是直流電流 且量程為100mA 也應讀中間均勻刻度線 可選0 10這組數(shù)值來讀 讀得電流為8mA 10 80mA 選擇開關指在左側10擋時測的是直流電流 且量程為10mA 可選0 10這組數(shù)值來讀 讀得電流為8mA 在測量電阻時 要想使指針向左側偏轉一些 即使電阻在盤上的指示值大一些 應該把選擇開關換選更小的擋位 而在換擋之后重新測量之前要重新進行電阻調(diào)零 答案 4 200V8V80mA8mA更小電阻調(diào)零