4.2 多用电表的原理与使用 学案 (2)

4.2
多用电表的原理与使用
学案2
【新课标要求】
1.理解并掌握欧姆表和多用表的制作原理。
2.学会用多用电表测量电阻、电压、电流。
【新课预习】
1、欧姆表
(1)欧姆表:把电流表改装成测量导体电阻,并能直接读出电阻数值的仪器称为欧姆表
(2)工作原理:在欧姆表构造电路图中,电池电动势E,内阻r，电流表的内阻Rg,调零电阻Ro，待测电阻Rx；由闭合电路欧姆定律得：I=E（Rg+Ro+r+Rx）,式中Rx与电流I虽不成正比，但有对应关系，并且欧姆表的刻度不均匀，且待测电阻Rx越小，指针偏转越大，当Rx=0，调节Ro使电流满刻度，即欧姆表的“0”欧位置。
(3)中值电阻R中=Rg+Ro+r
(4)使用方法：①选择适当挡位，使指针在中值电阻附近.②将两表笔短接,调节Ro,使指针满偏.③读出示数并乘以倍率,即为被测电阻阻值.④若换挡要重新欧姆调零.⑤测完后将选择开关拨到交流电压最高挡或“OFF”挡上。
2、多用电表
(1)测量电路电路某两点的电压用________，测量电路通过的电流用________，粗测导体的电阻用________。若电压表、电流表、欧姆表共用一个表头就组成了多用电表。
(2)多用电表的上半部分为表盘，下半部分是选择开关，周围标有测量功能的区域及量程。表头是一块高灵敏度磁电式电流表，其满偏电流约几十到几百A，转换开关和测量线路相配合，可测量交流电流和直流电流、交流电压和直流电压及电阻等。测量电阻部分即欧姆表是依据
________
制成的，原理如图所示，当红、黑表笔短接并调节R使指针满偏时有
（1）
当电笔间接入待测电阻Rx时，有
（2）
当指针指到表盘中央即时，
联立（1）、（2）式解得
（3）
由（3）式可知每一个Rx都有一个对应的电流值I，如果在刻度盘上直接标出与I对应的Rx的值，那么当红、黑表笔分别接触待测电阻的两端，就可以从表盘上直接读出它的阻值。
由上面的（2）可知，电流和电阻的非线性关系，表盘上电流刻度是均匀的，其对应的电阻刻度是不均匀的，电阻的零刻度在电流满刻度处。
(3)练习使用多用电表的准备及方法
①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，则可用小螺丝刀调整机械调零旋钮使指针指零；
②将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔；
测电压
③将选择开关置于直流电压2.5V挡，测1.5V干电池的电压；
④将选择开关置于交流电压250V挡，测220V的交流电压；
测电流
⑤将选择开关置于直流电流10mA挡，测量1.5V干电池与200Ω电阻串联回路的电流；
测电阻
⑥将选择开关置于欧姆表的“×1”挡，短接红、黑表笔，转动调整欧姆零点的旋钮，使指针指向欧姆表刻度的零位置。
⑦将两表笔分别接触几欧、几十欧的定值电阻两端，读出欧姆表指示的电阻数值，并与标准值比较，然后断开表笔。
⑧将选择开关置于欧姆挡的“100”挡，重新调整欧姆零点，然后测定几百欧、几千欧的电阻，并将测定值与标准值进行比较。
3、实验：测二极管的正、反向电阻
（9）首先弄清两个问题：
①二极管的单向导电性。如图2.8-10：电流从正极流入电阻较小，从正极流出时电阻较大。
②欧姆表中电流的方向。从黑表笔流出，经过待测电阻，从红表笔流入。
（10）测正向电阻：将选择开关置于欧姆表的“×10”挡，短接红、黑表笔，转动调整欧姆零点的旋钮，使指针指向欧姆表刻度的零位置。黑表笔接二极管正极、红表笔接二极管负极，（如图2.8-11）读出欧姆表指示的电阻数值。乘以倍率，记下正向阻值。
（11）测反向电阻：将选择开关置于欧姆表的“×1000”挡，短接红、黑表笔，转动调整欧姆零点的旋钮，使指针指向欧姆表刻度的零位置。黑表笔接二极管负极、红表笔接二极管正极（如图2.8-12），读出欧姆表指示的电阻数值。乘以倍率，记下反向阻值。
（12）实验完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。
【注意事项】
（1）多用电表在使用前，一定要观察指针是否指向电流的零刻度。若有偏差，应调整机械零点；
（2）合理选择电流、电压挡的量程，使指针尽可能指在表盘中央附近；
（3）测电阻时，待测电阻要与别的元件断开，切不要用手接触表笔；
（4）合理选择欧姆挡的量程，使指针尽可能指在表盘中央附近；
（5）换用欧姆档的量程时，一定要重新调整欧姆零点；
（6）要用欧姆档读数时，注意乘以选择开关所指的倍数；
（7）实验完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。长期不用，应将多用电表中的电池取出。
【知识精讲】
知识点1：欧姆表测量电阻的原理
【例1】如图所示为多用电表欧姆挡的原理示意图。其中，电流表的满偏电流为300μA，内阻rg=100Ω，调零电阻最大值R=50kΩ，串联的定值电阻R0=50Ω，电池电动势E=1.5V。用它测量电阻Rx，
能准确测量的阻值范围是
A．30～80
kΩ
B.3～8
kΩ
C.
300～800
Ω
D.30～80Ω
解析：用欧姆当测量电阻时，指针指在表盘中央附近时测量结果比较准确。当电流最大时，由
，其中为欧姆表的内阻。
得
用它测量电阻Rx时，当指针指在表盘中央时
得
故能准确测量的阻值范围是5kΩ附近。选项B正确。
［变式训练］
1．如图是欧姆表的工作原理图。
（1）若表头的满偏电流为Ig=500μA，干电池的电动势为1.5Ｖ，把灵敏电流表的电流刻度值对应的欧姆表电阻值填在下表中：
电流刻度
0
50μA
100μA
200μA
250μA
300μA
400μA
500μA
电阻刻度
（2）这只欧姆表的总内阻为
Ω，表针偏转到满刻度的1/3时，待测电阻为
Ω.
答案，2.7104
Ω，1.2×104
Ω，4.5×103
Ω，3×103
Ω，2×103
Ω，750Ω，0
（二）欧姆表的使用
使用欧姆表测电阻时，待测电阻要与别的元件断开，切不要用手接触表笔；使用前调整欧姆零点；合理选择欧姆挡的量程，使指针尽可能指在表盘中央附近；换用欧姆档的量程时，一定要重新调整欧姆零点；读数时，注意乘以选择开关所指的倍数；实验完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。长期不用，应将多用电表中的电池取出。
【例2】某人用多用电表按正确步骤测量一电阻的阻值，当选择欧姆挡“×1”挡测量时，指针指示位置如图所示，则其电阻值是__________。如果要用这只多用电表测量一个约200欧的电阻，为了使测量比较精确，选择开关应选的欧姆挡是_________。改变挡位调整倍率后，要特别注意重新____________________。
答案：12Ω，“×10挡”，调整欧姆零点
［变式训练］2．调整欧姆零点后，用“×10”挡测量一个电阻的阻值，发现表针偏转角度极小，那么正确的判断和做法是
A．这个电阻值很小
B．这个电阻值很大
C．为了把电阻值测得更准确些，应换用“×1”挡，重新调整欧姆零点后测量。
D．为了把电阻值测得更准确些，应换用“×100”挡，重新调整欧姆零点后测量。
答案
BD
【基础达标】
1．下列说法正确的是（
）
A．欧姆表的每一挡的测量范围是从0到∞
B．用不同挡次的欧姆表测量同一电阻的阻值，误差大小是一样的
C．用欧姆表测电阻，指针越接近刻度盘中央时，误差越大
D．用欧姆表测电阻，选不同量程时，指针越靠近右边误差越小
2、使用多用表的欧姆挡测导体电阻时，如果两手同时分别接触两表笔的金属杆，则造成测量值（
）
A．
比真实值大
B。
比真实值小
C．
与真实值相等
D。
可能比真实值大，也可能小
3、用伏安法测某一电阻Rx的阻值，用电流表外接法测得结果为R1，用电流表内接法测得结果为R2，电阻准确值为R，则R1、R2和R的关系应为（
）
A．R1
>
R
>R2
B.
R1
<
R
C.
R
>R1
,
R
>R2
D.
R
,R
4．一学生用多用电表测电阻。他在实验中有违反使用规则之处。他的主要实验步骤如下：
①选择开关扳到“×1k欧姆档上；
②把表笔插入测试笔插孔中，先把两根表笔相接触，旋转调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位上；
③把两跟表笔分别与某一待测电阻的两端相接，发现这时指针几乎满偏；
④换用“×100”的欧姆挡，发现这时指针的偏转适中，随即记下欧姆数值；
⑤把表笔从测试笔插孔中拔出后，就把多用表放回桌上原处，实验完毕。
这个学生在测量时已注意到：待测电阻与其他元件和电源断开，不用手碰表笔的金属杆。这个学生在实验中违反了那一或那一些重要的使用规则？
答：
答案：1．A
2.B
3.B
4．该题考查仪器使用时的注意事项。使用欧姆表要注意的地方比较多。使用前要经过调整（机械调零，选择量程后要电阻调零），使用后要复位（拔出表笔，选择开关应置于“OFF”档或交流高压档），使用过程中换档后要重新调零……。这些往往都是考查的重点。
该题中不符合操作规则的是：换到合适的量程后，要重新调整调零旋钮；使用后不能把选择开关置于欧姆档。