第3講多用電表的原理與使用[目標定位]1.理解并掌握多用電表的工作原理.2.學會用多用電表測量電壓、電流、定值電阻.3.學會用多用電表檢查電路的故障．一、多用電表的原理1．主要構(gòu)造表頭G是一只直流靈敏電流計．表頭與電阻、撥動開關(guān)等組成不同的測量電路．2．工作原理(1)多用電表測直流電流和電壓是利用電阻的分流和分壓原理．(2)多用電表電阻擋測電阻是利用閉合電路的歐姆定律．(3)多用電表的結(jié)構(gòu)：①當選擇開關(guān)撥至觸點1或2，表頭與電阻并聯(lián)，所以1、2為電流擋，由于串聯(lián)阻值的大小不同，量程也不同，1的量程較大．②當選擇開關(guān)撥至觸點3或4時，表頭與電阻串聯(lián)，所以3、4為電壓擋．由于串聯(lián)阻值的大小不同，量程也不同．③當選擇開關(guān)撥至觸點5時，接通內(nèi)部電源，此時為歐姆擋(如圖1所示)．圖1二、操作實踐——練習使用多用電表1．電壓、電流的測量(1)選擇直流電流擋或電壓擋合適的量程．(2)把多用電表串聯(lián)或并聯(lián)到電路中進行測量，注意使電流從紅表筆進入電表，從黑表筆流出電表．2．電阻的測量(1)先把開關(guān)旋到電阻擋的適當倍率，將紅、黑兩表筆的金屬部分直接相連(短接)，然后調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕，使偏轉(zhuǎn)的指針恰好停在“電阻擋”刻度線的零刻度處．(2)將紅、黑表筆搭在電阻兩端，讀取表盤指針所指“電阻擋”刻度線的示數(shù)，指針的示數(shù)再乘以相應的倍率，即為所測電阻阻值.一、多用電表測量電阻的原理(歐姆表的原理)1．歐姆表測量電阻的理論根據(jù)是閉合電路歐姆定律(如圖2甲所示)，所以通過表頭的電流為：I＝eq\f(E,Rx＋R＋Rg＋r)，Rx與電流I一一對應，故可以將表盤上的電流值改為電阻值，這樣就制成了一個歐姆表．其中，R也叫調(diào)零電阻，R＋Rg＋r為歐姆表的內(nèi)阻．2．當紅、黑表筆斷開時，電流表中電流為零，此時表筆間電阻無窮大，所以在表盤上電流零處標電阻“∞”(如圖2乙所示)；當紅、黑表筆短接時，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零電阻，使電流表指針滿偏，所以在電流滿偏處標電阻“0”(如圖2丙所示)．圖23．I與Rx不成比例，歐姆表的刻度不均勻．4．歐姆表偏角(偏角是指相對零電流位置或左端的“∞”刻度而言的)越大，表明被測電阻越?。?．中值電阻：當外加電阻Rx＝r＋Rg＋R時，電流為I＝eq\f(E,Rx＋R0＋Rg＋r)＝eq\f(1,2)Ig，此時電流表指針指在刻度盤的中央，該電阻叫中值電阻．二、用多用電表測電流、電壓和電阻1．測量前首先進行機械調(diào)零，使用前若表針沒有停在左端的“0”位置，要用螺絲刀轉(zhuǎn)動調(diào)零定位螺絲，使指針指零．然后將紅表筆插入“＋”插孔，黑表筆插入“－”插孔．2．測量時應把選擇開關(guān)旋到相應的測量擋位和量程上，讀數(shù)時要讀跟選擇開關(guān)的擋位相應的刻度盤上的示數(shù)．多用電表的面板上半部為表盤，下半部為選擇開關(guān).3．多用電表測電壓、電流使用多用電表測電壓、電流，應將選擇開關(guān)旋到合適的擋位，使指針處于聯(lián)偏值的eq\f(2,3)左右，可使讀數(shù)更準確一些．測電流時應將表串聯(lián)在電路中，測電壓時，應將表并聯(lián)在電路中，且電流都從紅表筆流進，從黑表筆流出．4．多用電表測量定值電阻(1)選擋：估計待測電阻的大小，旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，使其尖端對準歐姆擋的合適擋位.(2)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．(3)測量讀數(shù)：將兩表筆分別與待測電阻的兩端接觸，表針示數(shù)乘以量程倍率即為待測電阻阻值．(4)換倍率測另一電阻時需要再一次進行歐姆擋調(diào)零，即需要重復(1)(2)(3)．(5)實驗完畢，兩表筆從插孔中拔出，并將選擇開關(guān)置于“OFF”擋或交流電壓最高擋，若長期不用，應把電池取出．5．注意事項(1)測電壓、電流時，讀表盤的中間刻度線．要看清選擇開關(guān)所選擇的量程，弄清楚每一小格表示多少，確定應讀到的有效數(shù)字的位數(shù)．(2)測電阻時注意：①選擋后要進行歐姆調(diào)零，換擋后要重新歐姆調(diào)零.②歐姆表選擋時應合理選擇倍率，讓指針指到中央刻度線附近，讀數(shù)較為準確.③被測電阻要與電源、其他元件分離；不能用手接觸表筆的金屬桿．典例精析例1把一量程6mA、內(nèi)阻100Ω的電流表改裝成歐姆表，線路如圖3所示，現(xiàn)備有如下器材：A.電源E＝3V(內(nèi)阻不計)；B.滑動變阻器0～100Ω；C.滑動變阻器0～500Ω；D.紅表筆；E.黑表筆．圖3(1)滑動變阻器選用________．(2)紅表筆接________端，黑表筆接________端．(3)電流表2mA刻度處換成電阻刻度，其電阻值應為________．答案(1)C(2)NM(3)1000Ω解析(1)兩表筆直接接觸時，調(diào)節(jié)滑動變阻器阻值使電流達到滿偏Ig＝eq\f(E,Rg＋R0)，解得R0＝400Ω，故滑動變阻器應選C；(2)紅表筆接內(nèi)部電源的負極，黑表筆接內(nèi)部電源的正極，所以紅表筆接N端，黑表筆接M端；(3)電流I＝2mA時，有I＝eq\f(E,Rg＋R0＋Rx)，解得Rx＝1000Ω.例2為確定某電子元件的電氣特性，做如下測量．(1)用多用電表測量該元件的電阻，選用“×100”倍率的電阻擋測量，發(fā)現(xiàn)多用電表指針偏轉(zhuǎn)過大，因此需選擇________倍率的電阻擋(填：“×10”或“×1k”)，并________再進行測量，多用表的示數(shù)如圖4(a)所示，測量結(jié)果為________Ω.(a)(b)圖4(2)將待測元件(額定電壓9V)、蓄電池(動電勢為6V)、滑動變阻器、電流表、多用電表、開關(guān)及若干導線連接成電路如圖(b)所示．添加連線，使電路能測量該元件完整的伏安特性．本實驗中使用多用表測電壓，多用表的選擇開關(guān)應調(diào)到________擋(填“直流電壓10V”或“直流電壓50V”)．答案(1)×10歐姆調(diào)零70(2)連線如圖直流電壓10V解析(1)用多用電表測量該元件的電阻，選用“×100”倍率的電阻擋測量，發(fā)現(xiàn)多用電表指針偏轉(zhuǎn)過大，說明電阻較小，因此需選擇“×10”倍率的電阻擋，并歐姆調(diào)零后再進行測量，多用表的示數(shù)如題圖(a)所示，測量結(jié)果為70Ω.(2)要測量該元件完整的伏安特性，必須連接成分壓電路．本實驗中使用多用電表測電壓，電動勢為6V，選擇開關(guān)應調(diào)到直流電壓10V擋．例3如圖5所示為一多用電表表盤．圖5(1)如果用直流10V擋測量電壓，則讀數(shù)為________V.(2)如果用直流100mA擋測量電流，則讀數(shù)為______mA.(3)如果用“×100”擋測電阻，則讀數(shù)為________Ω.答案(1)6.6(2)66(3)800解析電壓、電流讀數(shù)時用中間刻度線，電壓表讀數(shù)為6.6V，電流表讀數(shù)為66mA，歐姆表讀數(shù)用上面刻度線，讀數(shù)為800Ω.多用電表測量原理1．如圖6所示是把量程為3mA的電流表改裝成歐姆表的結(jié)構(gòu)示意圖，其中電池電動勢E＝1.5V，改裝后，原來電流表3mA刻度處的刻度值定為零位置，則2mA刻度處應標為________，1mA刻度處應標為________．圖6答案250Ω1000Ω解析因為R內(nèi)＝eq\f(E,Ig)＝eq\f(1.5V,3mA)＝500Ω，I1＝eq\f(E,R內(nèi)＋Rx1)，2×10－3A＝eq\f(1.5V,500Ω＋Rx1)，所以Rx1＝250Ω.因為I2＝eq\f(E,R內(nèi)＋Rx2)，1×10－3A＝eq\f(1.5V,500Ω＋Rx2)，所以Rx2＝1000Ω.多用電表的使用和讀數(shù)2．某同學利用多用電表做了以下實驗：(1)使用多用電表測電阻，他的主要實驗步驟如下：①把選擇開關(guān)旋到“×100”的歐姆擋上；②把表筆插入測試插孔中，先把兩根表筆相接觸，旋轉(zhuǎn)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在電阻刻度的零刻度線上；③把兩根表筆分別與某一待測電阻的兩端相接，發(fā)現(xiàn)這時指針偏轉(zhuǎn)較??；④換用“×10”的歐姆擋，隨即記下歐姆數(shù)值；⑤把表筆從測試筆插孔中拔出后，就把多用電表放回桌上原處，實驗完畢．這個學生在測量時已注意到：待測電阻與其他元件和電源斷開，不用手碰表筆的金屬桿，那么該學生在實驗中有哪些操作是錯誤的？(三個錯誤)錯誤一：________________________________________________________________________；錯誤二：________________________________________________________________________；錯誤三：________________________________________________________________________.(2)如圖7所示，為多用電表的表盤，測電阻時，若用的是“×100”擋，這時指針所示被測電阻的阻值應為________Ω；測直流電流時，用的是100mA的量程，指針所示電流值為________mA；測直流電壓時，用的是50V量程，則指針所示的電壓值為________V.圖7答案(1)錯誤一：換用“×10”的歐姆擋，應該換用“×1k”的歐姆擋．錯誤二：換擋后沒有進行歐姆調(diào)零．錯誤三：使用完后沒有將選擇開關(guān)轉(zhuǎn)到“OFF”擋或交流電壓最高擋．(2)17004723.5解析(1)錯誤一：在用“×100”擋位置測量時，指針偏轉(zhuǎn)