第四节 认识多用电表
问题探究
多用电表不仅功能多,可以测量不同种类的物理量,而且每一种功能有多个量程,这些量程是怎样构成的??
答案:多用电表的每个测量功能,都有多个量程,比如电阻有“×1 Ω”“×10 Ω”?“×100 Ω”和“×1 kΩ”等,电流表有“10 mA”“100 mA”和“3 A”?等,这些多量程一般是通过串、并联电阻而改变量程的,多个量程是通过转换开关来实现的.?
自学导引
1.指针式多用电表由___________、___________、___________及___________、___________等部分构成,它的结构如图甲所示,由图可知,______________________为转换开关.?
答案:表头 测量电路 转换开关 红 黑表笔 中央能旋转的部分?
2.多用电表的表头是一个_____________,指针偏到最大角度时对应的电流Ig叫表头的______________,表头线圈的电阻Rg叫_______________,表头的内部结构电路如图乙所示,其中1和2组成_______________,3和4组成_______________,5是,S是_______________.?
甲
乙
图2-4-1
答案:灵敏电流计 满偏电流 表头内阻 电流表 电压表 欧姆表 转换开关?
3.多用电表测量电流、电压时,其刻度盘的刻度数是_____________的,而测量电阻时刻度盘上的刻度是_____________的,这主要是因为指针偏转的角度与电流成_____________,而待测电阻的阻值与电流不成正比.?
答案:均匀 不均匀 正比?
4.用多用电表检查电路的故障时,既可以用测量_________________的方法,也可以用测量_______________的方法,通过分析_______________就可以确定故障的类型而及时排除.??
答案:电流、电压 电阻 测量结果?
疑难剖析
电流表的基本原理的理解?
【例1】一个电流表的满偏电流Ig=1 mA,内电阻为200 Ω,现要把它改装成一个量程为0.5 A的电流表,则应在电流表上( )?
A.并联一个0.4 Ω的电阻 ?
B.串联一个0.4 Ω的电阻?
C.并联一个200 Ω的电阻?
D.串联一个200 Ω?的电阻?
解析:由题中的条件可知,电流表的满偏电压为Ug=IgRg=0.2 V,而改装成一个大量程的电流表,必须并联一个电阻,由欧姆定律可知,可见,选项A正确.??
答案:?A??
温馨提示:改装电流表是将原表的两端并联一个小电阻组成,并联电阻的大小可根据原表和改装表的量程及原表的内阻推算.
电压表的基本原理的理解?
【例2】 一个电压表由电流表G和电阻R串联而成,如图2-4-2所示.若在使用中发现电压表的示数总比准确值稍小一些,采取下列哪种措施可以改进（ ）?
图2-4-2
A.在R上串联一个比R小得多的电阻?
B.在R上串联一个比R大得多的电阻?
C.在R上并联一个比R小得多的电阻?
D.在R上并联一个比R大得多的电阻?
解析:电压表的读数比准确值稍小一些,表明通过电流表的电流偏小,为了改进,必须提高流过电流表的电流,可行的方法是减小与表头串联的电阻值,但减小的阻值又不能太大,所以只能给电阻R并联一个比R大得多的电阻,选项D正确.?
答案:D??
温馨提示:弄清电压表读数比准确值小的原因是改正的依据,对电压表的结构的了解是改正实施的关键,同时,还要注意读数只是稍小,改正时要注意力度.??
欧姆表的原理的理解?
【例3】一个用满偏电流为3 mA的电流表改装而成的欧姆表,调零后用它测量500 Ω的标准电阻时,指针恰好指在刻度盘的正中间.如用它测量一个未知电阻时,指针指在1 mA处,则被测电阻的阻值为?( )?
A.1 000 Ω B.5 000 Ω?
C.1 500 Ω D.2 000Ω??
解析:设欧姆表的内阻R内,由欧姆定律知,E=1.5 V,,选项A正确.??
温馨提示:欧姆表的基本原理是电路中的每个电流与外电路的电阻对应,通过直接测电流而间接测电阻,当表的两个表笔短接时,电路中的电流达到满偏,此时的电阻为欧姆表的内阻,可利用这一关系进行换算,推出待测电阻的大小.??
拓展迁移
多用电表的使用
多用电表是一种多用仪表,一般可以用来测量电流、电压、电阻等,并且每一种测量都有几个量程.由于多用电表具有用途多、量程广、使用方便等优点,因此得到了广泛的应用.??
多用电表的盘面部分包括刻度部分和调节部分,如图?243所示?.刻度部分有三条刻度线,最上面一条是欧姆表刻度线,零刻线在最右侧,从左至右读数增加,但刻度不均匀;中间是电流和电压刻度线,最下面是交流低压刻度线,这条刻度线上零刻度线在左侧,从左至右读数均匀增加.?
图2-4-3
调节部分:(1)表盘下面中间的调整定位螺丝,它的作用是使指针在测量前指在左侧的零刻度线,通常调整第一次后,就不再动它了.如果发现使用前表针不在左侧零点,需用螺丝刀轻轻调整.(2)选择开关,它的作用是:选择测量项目和量程.它带着箭头,四周刻着各种测量项目和量程.(3)欧姆表的调零旋钮,实际上是一个可变电阻,它的作用是:当多用电表当欧姆表使用时,可以通过调整调零旋钮,实现欧姆调零.??
自我检测
1.关于电流表和电压表,下列说法中正确的是…?( )?
A.理想电压表和电流表的内阻不计,是因为它们都为零?
B.理想电压表和电流表的内阻不计,是因为它们都极大?
C.理想电压表的内阻极大,而理想电流表的内阻为零?
D.在电路中,理想电压表可认为短路,理想电流表可认为开路??
答案:C
2.用电压表V1和V2分别测量图2-4-4中a、b两点间的电压,读数分别是12.7 V和12.3 V,则下列结论中正确的是（ ）?
图2-4-4
A.a、b两点间的实际电压略大于12.7 V??
B.a、b两点间的实际电压略小于12.7 V??
C.电压表V1的内阻大于电压表V2的内阻?
D.电压表V1的内阻小于电压表V2的内阻?
答案:AC
3.用一个满偏电流为10 mA、内阻为40 Ω的电流表,一个电动势为1.5 V、内阻为1 Ω?的干电池和一个可变电阻组装成一个欧姆表,可变电阻应选( )?
A.0～20 Ω? B.0～50 Ω?
C.0～100 Ω? D.0～200 Ω??
答案:D
4.关于多用电表上的欧姆刻度线,下列说法中正确的是( )?
A.零欧姆刻度线与零电流刻线重合?
B.零欧姆刻度线与电流表满偏刻度线重合?
C.欧姆刻度线是不均匀的,欧姆值越大,刻度线越密??
D.欧姆刻度线是不均匀的,欧姆值越小,刻度线越密???
答案:BC
5.在使用多用电表欧姆挡测电阻时,下列叙述的要求不必要或不确切的是( )?
A.测每个电阻前,都必须进行欧姆调零?
B.测量中两手不要与两表笔的金属杆接触?
C.被测量电阻要和其他元件及电源断开?
D.测量完毕,选择开关应置于交流电压最高挡或OFF挡??
答案:A
6.以下关于电流表和电压表的说法正确的是 …（ ）?
A.都是由电流表G与电阻并联改装而成的?
B.都是由电流表G与电阻串联改装而成的?
C.它们本身都有内阻,且电流表内阻很大,电压表内阻很小?
D.电流表内阻肯定比用来改装的电流表G的内阻小,而电压表内阻肯定比用来改装的电流表G的内阻大?
答案:D??
7.将一块内阻为600 Ω、满偏电流为50 μA的电流表G改装成量程为0.6 A的电流表,应该___________联一个阻值为______________Ω的电阻,改装后的电流表的内阻为______________Ω.?
答案:并 0.05 0.05
8.有一个电压表的量程为3 V,内阻为900 Ω,由于没有电流表,需要将其改装成一个量程为0.6 A的电流表,则应该_____________联一个阻值为_____________Ω的电阻,当用改装好的电流表去测某电流时,指针的读数为1.2 V,则对应的电流为_____________A.??
答案:并 5.03 0.24?
9.某多用电表的欧姆挡指针的最大偏角为120°,用它去测量Rx=500 Ω的电阻时,指针偏转角为90°,而测另一个电阻时,指针偏转角为75°,则R的阻值为_____________Ω.?
答案:900
10.在如图2-4-5所示的电路中,电压表的读数为?9 ?V?,电流表的读数为0.1 A,已知电压表内阻为900 Ω,电流表内阻为20 Ω,?则电阻R的阻值为?Ω?.?
图2-4-5
答案:100
11.用多用电表的欧姆挡的“×10 Ω”挡测量一个电阻的阻值,发现表的指针偏转角度极小,为了准确测定该电阻的阻值,正确的判断和做法（ ）??
A.这个电阻极小?
B.这个电阻较大?
C.应把选择开关换到“×1 Ω”挡,重新进行欧姆调零后再测量?
D.应把选择开关换到“×100 Ω”挡,重新进行欧姆调零后再测量??
答案:BD
12.在如图2-4-6所示,电路的三根导线中,有一根是断开的,电源、电阻器R1和R2及另外两根导线都是好的.为了查出断导线,某学生想先将多用电表的红表笔连接在电源的正极a,再将黑表笔分别接在R1的b端和R2的c端,并观察多用电表指针的示数.在下列选挡中,符合操作规程的是( )?
图2-4-6
A.直流10 V挡
B.直流0.5 A挡?
C.直流2.5 V挡
D.欧姆挡??
答案:A
13.如图2-4-7所示,a、b端接入电源,当滑动变阻器滑片P向下滑动时,电路中两个灯泡都不亮,用电压表检查电路时,测得Uab=U,Ucd=U,Uac=0,Ubd=0,则故障原因可能是…?( )?
图2-4-7
A.变阻器短路
B.变阻器断路??
C.a、c间灯泡断路
D.两个灯泡都断路?
答案:B??
14.一个电流表G的内阻为36 Ω,刻度盘上共有刻度20格,当通入100 mA的电流时,指针偏转了4格,当该电流表G接入4 Ω的分流电阻而改装成电流表A时,其量程是___________A;若接入144 Ω的分压电阻而改装成电压表V时,其量程是___________V.?
答案:5 90
15.一电流表,当它并联一个R1=100 Ω的电阻时,电流量程扩大到I1=3 A,当该电流表串联一个电阻R2=300 Ω时,电压的量程扩大到原来的4倍.要使该电流表的量程扩大到7.5 A,则应___________联一个电阻为____________Ω的电阻.??
答案:并 25?
16.如图2-4-8所示是一个电流表、电压表两用表的电路,电流表G的量程是100 μA,内阻是1 000 Ω,电阻R1=0.1 Ω,R2=99 Ω.当双刀双掷电键接到a、b上时,电流表改装结果是什么表?其量程是多少?当双刀双掷电键接到c、d上时,电流表改装结果是什么表?其量程是多少??
图2-4-8
答案:电流表 1 ?A 电压表 10 V??
课件40张PPT。
目标导航预习导引目标导航预习导引一二三一、多用电表的构造及用途
1.构造
指针式多用电表一般由表头、测量电路、转换开关以及红黑测量表笔等组成.
(1)表头是一个灵敏直流电流表,主要部分是永久磁铁和可动线圈.
(2)当电流通过线圈时,线圈在磁场的作用下带动指针偏转.
(3)表头的满偏电流Ig;电流的大小由指针偏转的角度大小表示,指针偏转到最大角度时对应的电流为Ig.
2.用途
多用电表是一种可以测量电流、电压以及电阻等电学量的仪表,它具有多功能、多量程、方便携带的特点,是科学实验、生产实践中用来判断电路故障检测电路元件的重要工具.目标导航预习导引一二三二、多用电表电阻挡原理
欧姆表是依据欧姆定律制成的,简单结构如图所示.
当红、黑表笔间接入被测电阻Rx时,通过表头的电流 .改变Rx,电流I随着改变,每个Rx值都对应一个电流值,在刻度盘上直接标出与I值对应的Rx值,就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值.目标导航预习导引一二三三、多用电表的外形构造
如图所示是一种多用电表的外形图,表的上半部分为表头和调零定位螺丝.下半部分主要是选择开关.其作用是选择不同的挡位和倍率,还有欧姆调零旋钮,其作用是使指针停在欧姆刻度线的零刻度线.不使用的情况下,应将选择开关旋到“OFF”挡或交流电压最高挡.目标导航预习导引一二三仔细观察多用电表表盘,欧姆表的表盘刻度均匀吗?
答案：不均匀.知识精要典题例解迁移应用一二一、多用电表的原理
1.电流表改装电压表的原理
(1)将电流表的示数根据欧姆定律Ug=IgRg换算成电压值,可直接用于测电压,只是量程Ug很小.如果给小量程电流表串联一个分压电阻,就可以用来量度较大的电压.因此电压表是一个串联了分压电阻的电流表,如图所示.知识精要一二(2)分压电阻的计算
由串联电路的特点U=IgRg+IgR典题例解迁移应用知识精要一二2.把小量程的电流表改装成大量程的电流表
(1)电流表改装的原理:给小量程电流表并联一个分流电阻,就可以用来量度较大的电流,即扩大了电流表的量程,如图所示.
(2)分流电阻的计算:典题例解迁移应用知识精要一二典题例解迁移应用3.欧姆表的工作原理
(1)构造
欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的,它的原理如图所示, 是电流表(表头),内阻为Rg,满偏电流为Ig,电池的电动势为E,内阻为r.电阻R是可变电阻,也叫调零电阻.知识精要一二典题例解迁移应用(2)原理
①当红、黑表笔相接时(图甲),相当于被测电阻Rx=0,调节R的阻值,使 ,则表头的指针指到满刻度,所以刻度盘上指针指在满偏处定为欧姆表刻度的零点.r+Rg+R是欧姆表的内阻.知识精要一二典题例解迁移应用②当红、黑表笔不接触时(图乙),相当于被测电阻Rx→∞,电流表中没有电流,表头的指针不偏转,此时指针所指的位置是欧姆表刻度的“∞”点.
③当红、黑表笔间接入被测电阻Rx时(图丙),通过表头的电流I= .改变Rx,电流I随着改变,每个Rx值都对应一个电流值,在刻度盘上直接标出与I值对应的Rx值,就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值.知识精要一二典题例解迁移应用4.如图所示是简化的多用电表电路图.它由表头G、直流电流测量电路、直流电压测量电路、电阻测量电路以及转换开关S等部分组成.其中1、2为电流测量端,3、4为电压测量端,5为电阻测量端.测量时,黑表笔插入“-”插孔,红表笔插入“+”插孔,并通过转换开关接入与待测量相应的测量端.使用时,电路只有一部分起作用.
5.在利用多用电表进行读数时,首先应明确所要测量的是哪一个物理量,然后结合所选的挡位对表盘进行读数.一二知识精要典题例解迁移应用【例1】 如图所示为实验室常用的两个量程的电压表原理图.当使用O、A两接线柱时,量程为0~3 V;当使用O、B两接线柱时,量程为0~15 V.已知电流计的内电阻Rg=500 Ω,满偏电流Ig=100 μA.求:分压电阻R1和R2的阻值
解析：串联分压电路的特点是电流处处相同.在改装的电压表中,各量程达到满偏电压时,经过“表头”的电流均为满偏电流.R1和(R1+R2)分别是量程为0~3 V和量程为0~15 V 时的分压电阻.一二知识精要典题例解迁移应用答案：2.95×104 Ω 1.2×105 Ω 一二知识精要典题例解迁移应用电流表G的内阻为Rg,用它测量电压时,量程为U,用它改装的较大量程的电流表内阻为RA,量程为I,这几个量的关系是( )答案：C 一二知识精要思考探究典题例解二、多用电表的使用
多用电表的型号很多,但使用方法基本相同,请同学们注意如下几个问题.
1.如图所示,表盘面上“+”“-”插孔,表示直流电流挡、直流电压挡的正、负接线柱.因此,不管测什么项目,首先将红表笔插入“+”插孔,将黑表笔插入“-”插孔,那么,用直流电流挡、直流电压挡时,电流从红表笔流入,从黑表笔流出;用电阻挡时由原理图可知,红表笔连接的是表内电源的负极,黑表笔连接的是表内电源的正极,因此,电流是从红表笔流入,从黑表笔流出.迁移应用一二知识精要思考探究典题例解迁移应用一二知识精要思考探究典题例解迁移应用2.测量前,应把选择开关旋到相应项目的适当量程上,读数时要注意挡位与刻度盘对应.直流电流挡、直流电压挡跟电流表和电压表的使用方法一样,要注意所选
的量程应大于用电器两端电压的估计值或通过用电器电流的估计值.
3.判断晶体二极管的质量和极性
质量好的晶体二极管,用欧姆挡黑表笔接晶体二极管正极,红表笔接晶体二极管负极时读数较小;用欧姆挡红表笔接晶体二极管正极,黑表笔接晶体二极管负极时读数很大.
4.查找电路故障
可用测电流法、测电压法和欧姆挡测电阻法查找.一二知识精要思考探究典题例解迁移应用用多用电表测电阻时应注意什么问题?
答案：(1)选挡后要进行欧姆调零.
(2)被测电阻要与电源、其他元件分离,不能用手接触表笔的金属杆.
(3)被测电阻阻值等于指针示数乘以倍率.
(4)使用后,要将两表笔从插孔中拔出,并将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡.
(5)若长期不用,应把电池取出.一二知识精要思考探究典题例解迁移应用【例2】 (2015广东理综)某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性,使用的器材包括电压表(内阻约为3 kΩ)、电流表(内阻约为1 Ω)、定值电阻等. 甲 一二知识精要思考探究典题例解迁移应用(1)如图甲(a)所示,使用多用电表粗测元件X的电阻.选择“×1”欧姆挡测量,示数为 Ω.据此应选择图甲中的 (选填“(b)”或“(c)”)电路进行实验.?
(2)连接所选电路,闭合S;滑动变阻器的滑片P从左向右滑动,电流表的示数逐渐 (选填“增大”或“减小”);依次记录电流及相应的电压;将元件X换成元件Y,重复实验.?乙 一二知识精要思考探究典题例解迁移应用?一二知识精要思考探究典题例解迁移应用答案：(1)10 (b) (2)增大 (3)Y (4)3.2 0.50 一二知识精要思考探究典题例解迁移应用1.如图所示为用多用电表测电路中电流的实验,图中多用电表测定的是 (选填“甲电阻”“乙电阻”或“总”)的电流,测得电流的大小的是 .?一二知识精要思考探究典题例解迁移应用答案：乙电阻 50.0 mA
解析：由电路中连接情况知,多用电表与乙电阻串联,故测定的乙电阻的电流;由题图知选择量程为0~100 mA,故指针所指的读数为50.0 mA.一二知识精要思考探究典题例解迁移应用2.一个多用电表的电阻挡有三个倍率,分别是×1 Ω,×10 Ω,×100 Ω.用×10 Ω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,则该电阻的电阻值是 Ω.?一二知识精要思考探究典题例解迁移应用答案：×100 重新调零 2.2×103
解析：用×10挡测电阻时,指针偏角很小说明所测电阻阻值很大,所选量程太小,为较准确地进行测量,应换到×100挡,换×100挡后要重新欧姆调零.该电阻表盘示数是22 Ω,倍率是×100,所以该电阻阻值为22×100 Ω=2.2×103 Ω.知识链接案例探究类题试解用多用电表判断电路故障
电路故障一般是短路或是断路,对于断路故障可用多用电表的电阻挡或电压挡甚至是电流挡来测量判断.要求学生合理选择多用电表的挡位,会使用、分析、判断.知识链接案例探究类题试解在日常生活、生产和科学实验中,常用多用电表来检查电路故障,如图是某同学连接的实验实物图,闭合开关S后,发现A、B灯都不亮.他们用下列两种方法检查故障:知识链接案例探究类题试解(1)用多用电表的直流电压挡进行检查:
①那么选择开关位置于下列量程的 挡.(用字母序号表示)?
A.2.5 V B.10 V C.50 V D.250 V
②在测试a、b间直流电压时,红表笔应接触 .(选填“a”或“b”)?
③该同学测试结果如表所示,根据测试结果,可以判定故障是 .(假设只有下列中的某一项有故障)?知识链接案例探究类题试解A.灯A断路 B.灯B短路
C.c、d段断路 D.d、f段断路
(2)用欧姆挡检查:
①测试前,应将开关S (选填“断开”或“闭合”).?
②测量结果如表所示,由此可以断定故障是 .?
A.灯A断路 B.灯B断路
C.灯A、B都断路 D.d、e间导线断路知识链接案例探究类题试解思路分析：(1)电流总是从红表笔进,黑表笔出,用电压表判断故障时,根据电源电动势选择合适的量程,电压表有示数说明有断路,没示数说明没断路.
(2)用欧姆表判断故障时,指针偏转说明被测电路没有断路,指针不偏转说明被测电路断路.
解析：(1)①由图示电路图可知,电源电动势为6 V,用电压表检查电路故障,电压表应选择10 V量程,故选B.
②用电表测电压时,电流从红表笔流入电压表,由图示可知,红表笔应接a点.知识链接案例探究类题试解③电压表接a、b,电压表有示数,说明a、b两点与电源间无断路,电压表接c、b,电压表有示数,说明c、b两点与电源间无断路,电压表接c、d,电压表有示数,说明c、d两点与电源间无断路,电压表接d、f,电压表无示数,说明d、f两点与电源两极不是断开的,综合以上分析,由电路图可知,灯泡A断路,故选A.
(2)①用欧姆表检查电路故障,测试前,应将开关断开,避免烧坏电表.
②欧姆表右偏说明两接触点之间没断路,不偏转,说明两接触点之间断路了,即d、e间导线断路,故D正确.
答案：(1)①B ②a ③A (2)①断开 ②D知识链接案例探究类题试解知识链接案例探究类题试解知识链接案例探究类题试解知识链接案例探究类题试解如图所示的电路中,1、2、3、4、5、6为连接点的标号.在开关闭合后,发现小灯泡不亮.现用多用电表检查电路故障,需要检测的有电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点.(1)为了检测小灯泡以及3根导线,在连接点1、2已接好的情况下,应当选用多用电表的 挡.在连接点1、2同时断开的情况下,应当选用多用电表的 挡.?
(2)在开关闭合情况下,若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势,则表明 可能有故障.?
(3)将小灯泡拆离电路,写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤.?? .?知识链接案例探究类题试解答案：(1)电压 欧姆
(2)开关或连接点5、6
(3)①将多用电表挡位调至欧姆挡;②将红、黑表笔相接,检查欧姆挡能否正常工作;③测量小灯泡的电阻.如果电阻为无穷大,表明小灯泡有故障
解析：(1)当连接点1、2已接好时,电路中已有电压存在,故需用电压挡来检测电路.当连接点1、2同时断开时,电路中没有电源提供电压,要检测电路故障,只有通过检测各段电路的电阻是否异常,故采用欧姆挡.
(2)当电路中两点间有电压时,这表明在此两点之外的电路与电源两极是连通的.当测出两点间电压等于电源电压而又确定电路故障是断路引起时,就可以确定断路位置在此两点之间.
