4.2 多用电表的原理与使用 课件（鲁科选修3-1）

(共63张PPT)
第2节　多用电表的原理与使用
1．通过对多用电表电路图的等效分析，初步了解多用电表的原理．
2．通过对多用电表的实际操作，学会使用多用电表．
3．通过多用电表原理的学习，体会等效思维方法在科学研究中的作用．
1．按照有效数字规则读出下列电表图的测量值．
(1)接0～3 V量程时读数为________V；
(2)接0～15 V量程时读数为________V；
(3)接0～3 A量程时读数为________A；
(4)接0～0.6 A量程时读数为________A.
【解析】　(1)电压表接0～3 V量程时，精确度为0.1 V，读数时应向下一位估读，接0～15 V量程时，精确度为0.5 V，读数时应同位估读．
电流表接0～3 A量程时，精确度为0.1 A，读数时应向下一位估读，接0～0.6 A量程时，精确度为0.02 A，读数时应同位估读．
【答案】　(1)2.17　(2)10.8　(3) 0.81　(4) 0.16
1．多用电表的原理图是怎样的？
2．多用电表欧姆挡的“0”和“∞”有何意义？
3．多用电表欧姆挡中电流I与电阻R的对应关系如何？
4．什么是机械调零和欧姆调零？
5．利用多用电表如何测电阻？
6．利用多用电表如何测电压和电流？
7．如何测二极管电阻？
8．二极管有何特点？
一、多用电表的原理
1．简单的多用电表原理图
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 测量端，3、4为 测量端，5为 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物理量相应的测量端．使用时，电路只有一部分起作用．
电流
电压
电阻
转换开关接1或2时测直流电流，接3或4时测直流电压，接5时，测电阻．
2．外部结构名称
如下图是一种多用电表外形图，表的上半部分为 ，下半部分是 ，周围标有测量功能的区域及量程．将选择开关旋转到电流挡，多用电表内的电流表电路就被接通，选择开关旋转到电压挡或电阻挡，表内的 或欧姆表电路就被接通．在不使用时，应把选择开关旋到 挡，或交流电压最高挡．
表盘
选择开关
电压表电路
OFF
3．多用电表电阻挡原理
(1)内部构造：由 、 、 三部分组成．
(2)原理：欧姆表是依据 制成的，简单结构如右图所示．
表头
电源
可变电阻
闭合电路欧姆定律
当红、黑表笔间接入被测电阻Rx时，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 值，就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值．
电阻
二、操作实践——练习使用多用电表
1．使用多用电表测量电压
(1)选择直流电压挡合适的 ．
(2)将电表与被测电路 ．
2．使用多用电表测量电流
(1)选择直流电流挡合适的量程．
(2)将被测电路导线卸开一端，把多用表 在电路中．
(3)读数时，首先要认清刻度盘上的 ．
量程
并联
串联
最小刻度
3．用多用电表测电阻
(1)要将选择开关扳到 挡上，此时红表笔连接表内电源的 极，黑表笔连接表内电源的 极．选好量程后，先 ，然后测量．测量完毕，应把选择开关旋转到 挡．
(2)用多用电表测电压测电流及测电阻时，电流都是从 表笔流入电表，从 表笔流出电表．
欧姆
负
正
欧姆调零
OFF
红
黑
4．二极管的特点及其电阻测量
(1)特点：如下图所示，它由 材料制成，有两个电极．
(2)电阻测量：正向电阻 ，反向电阻 ，可用多用电表判断它的 或区分它的 ，二极管具有单向导电性．
半导体
较小
较大
正负极
好坏
一、欧姆表原理的理解
1．原理如下图所示
2．刻度标注
(1)“0 Ω”标注：当红、黑表笔相接时(上图甲)，相当于被测电阻Rx＝0，调节R的阻值，使E/(r＋Rg＋R)＝Ig，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．注意此时欧姆表的内阻是r＋Rg＋R.
多用电表测电流、电压和电阻时共用一个刻度盘，但不共用一条刻度线，电流、电压的零刻度在刻度盘的左端，电阻的零刻度在刻度盘的右端，电阻越大，电流越小，指针偏转角也越小．
1.一个量程为1 mA的毫安表，改装成欧姆表，所用电源的电动势是1.5 V，经改装后欧姆表表盘刻度值正确的是图中的(盘面刻度被均匀分为三等分)(　　)
【答案】　C
二、多用电表测电阻的方法
1．使用多用电表测电阻的步骤
(1)机械调零：使用前若表针没有停在左端“0”位置，要用螺丝刀转动调零定位螺丝，使指针指零．
(2)选挡：估计待测电阻的大小，旋转选择开关，使其尖端对准欧姆挡的合适挡位．
(3)欧姆调零：将红、黑表笔短接，调整调零电阻旋钮，使指针指在表盘右端“0”刻度处．
(4)测量读数：将两表笔分别与待测电阻的两端接触，表针示数乘以量程倍率即为待测电阻阻值．
(5)测另一电阻时重复(2)(3)(4)．
(6)实验完毕，应将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡．
2．测电阻时应注意的问题
(1)选挡后要进行欧姆调零．
(2)换挡后要重新欧姆调零．
(3)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．
(4)被测电阻阻值等于指针示数乘以倍率．
(5)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．
(6)若长期不用，应把电池取出．
2.用多用电表欧姆挡测电阻时，下列说法正确的是(　　)
A．测量前必须调零，而且每测一次电阻都要重新调零
B．为了使测量值比较准确，应该用两手分别将两表笔与待测电阻两端紧紧捏在一起，以使表笔与待测电阻接触良好
C．待测电阻若是连在电路中，应当先把它与其他元件断开后再测量
D．使用完毕应当拨出表笔，并把选择开关旋到OFF挡或交流电压最高档
【答案】　CD
3. 用多用电表的欧姆挡测某一电阻的阻值时，分别用“×1”，“×10”，“×100”三个电阻挡测了三次，指针所指的位置如右图所示．
其中①是用________挡，②是用________挡，③是用________挡，为提高测量的精确度，应该用________挡，被测电阻阻值约为________．
【解析】　乘的倍率越大，示数越小，故①是“×1”挡，②是“×10”挡，③是“×100”挡，为了提高测量的准确度，指针应在表盘的中间附近，故选“×10”挡测量，被测电阻阻值约为30×10 Ω＝300 Ω
【答案】　×1　×10　×100　×10　300 Ω
〔讨论与交流〕
多用电表的欧姆挡的刻度是否均匀？
〔讨论与交流〕
多用电表的表盘描述．
【点拨】　面板上半部的表盘上的刻度主要有电阻，交、直流电压、电流等；下半部分主要有调零旋钮，黑、红表笔接口以及选择开关等．选择开关可选择直流电压、直流电流、交流电压和电阻，电阻挡又可选择“×1”“×10”“×100”“×1k”等挡位．面板右下角的“＋”插孔是红表笔插孔，接内部电流表的正接线柱，“－”插孔是黑表笔插孔，接内部电流表的负接线柱．
一只多用电表的测量电阻部分共分×1、×10、×100、×1 k四挡，表面电阻刻度如下图(a)所示，某学生用这只多用电表来测一个电阻的阻值，他选择×100挡，并按使用规则正确的调整好了多用电表、测量时表针的偏转如下图所示(b)，为使测量结果尽可能准确，他决定再测量一次，再次测量中，他应选择的是________挡；在后面所给的几个操作步骤中，不需要进行的是________(填步骤前的字母代号)；在应该进行的操作步骤中，按顺序应选①________，②________，③________，④________，⑤________.(填步骤前的字母序号)
A．把两根表笔短接
B．将选择开关旋转到上面所选择的量程上
C．将选择开关放置到交流电压的最高挡
D．在两表笔分离的情况下，调节电表的指针定位螺丝，使指针指在最左端零位
E．把两根表笔分别与待测电阻两端接触，指针稳定后读出电阻值
F．调节欧姆挡的调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位上
【解析】　第一次测量指针偏小，阻值大，说明应选更大倍率挡测量，所以应再选“×1 k”挡．不需要的步骤为D.按测量步骤应选择的步骤顺序为BAFEC.
【答案】　×1 k　D　BAFEC
使用多用电表欧姆挡测电阻时，要熟记使用步骤和注意事项：选择合适的量程，以指针指在中央附近最准确，测量结果不要忘记乘倍率；每次换量程时必须重新进行欧姆调零；测量过程中，待测电阻必须从电路中隔离出来，且手不能接触表笔的金属杆．
1－1：(1)用多用表的欧姆挡测量阻值约为几十kΩ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
________________________________________________.
根据下图所示指针位置，此被测电阻的阻值约为_______ Ω.
(2)(多选题)下述关于用多用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】　(1)①使用欧姆表时，指针指在“中值”附近较为准确．
②由图知，中值电阻为30 Ω，而被测电阻Rx为几十千欧，故选用×1 k挡．
③测量前必须调零．
④实验完毕后，将选择开关拨至交流电压最高挡，故操作顺序应为：c、a、b、e.
(2)指针偏角过大，说明电阻示数太小，即选用倍率过高，应换用倍率较小挡位，且重新调零，A正确．利用欧姆表测电阻时，因使用表内电源，故电阻不能在通路时测试，C正确．
【答案】　(1)c、a、b、e　30 k(或30 000)　(2)AC
(1)用多用电表测直流电流时，应把选择开关旋至标有________处，并把多用电表________连接到被测电路中．若测电压时，应把选择开关旋至标有________处．并把多用电表与被测电路________联．测直流电压和电流时，都必须把红表笔接在________处，即电流会从________笔流进．
(2)如下图所示的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条线分别表示多用电表指针的指示位置，
①将多用电表选择开关置于“×1”挡，Ⅰ的示数________ Ω，Ⅱ的示数________ Ω.
②将选择开关置于直流“50 V”挡，Ⅰ的示数为________ V．Ⅱ的示数为________ V，Ⅲ的示数为________ V.
③选择开关置于直流“250 V”挡时，Ⅰ示数为________ V．Ⅱ的示数为________ V.
【解析】　(1)多用电表测直流电流时，选择开关应置于标有“mA”处，且把电表串联接入被测电路中．测电压时，把选择开关置于标有“V”处，且并联于被测电路两端．测直流电压和直流电流时，都必须把红表笔接在电势高处，即电流从红表笔进入．
(2)多用表测电流或电压时，只要根据旋钮所指示的量程看表盘相对应的刻度弧线，根据读数规则，直接读出指针指示的读数即可，而欧姆表的刻度指示数乘以旋钮指示的档次倍率，才是电阻的测量值．
【答案】　(1)mA　串　V　并　电势高　红
(2)①28　36　②17.8　14.2　8.0　③88　73
2－1：(2009年安徽卷)用多用电表进行了几次测量，指针分别处于a和b的位置，如下图所示．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　0.57　320
有一只电阻和一只半导体二极管串联，装在盒子里．盒子外面只露出三个接线柱A、B、C，如图甲所示，今用多用电表的欧姆挡进行测量，测量的阻值如下表所示，试在虚线框(图乙)中画出盒内元件的符号和电路.
红表笔 A C C B A B
黑表笔 C A B C B A
阻值 有阻值 阻值同AC间测量值 很大 很小 很大 接近AC间电阻
【解析】　根据AC间的电阻阻值情况可知，AC间显然为一只电阻；根据BC间测得的阻值情况及二极管的单向导电性可知，BC间应是一只二极管，且B接负极，C接正极；AB间测得的阻值情况进一步说明上述判断是合理的，所以盒内元件的连接情况如下图所示．
3－1：用多用电表的欧姆挡(×100)测试三只二极管，三次测试如下图中的①②③，第________次(填代号)测量的二极管是好的，该二极管的正极是________端．
【解析】　根据二极管加正向电压时，电阻值越小越好，但不能为零，否则二极管会被击穿；加反向电压时，电阻值越大越好，但不能无穷大，否则二极管引线断开．由图可知，图①③二极管是坏的，图②中二极管是好的，且左边图加的是反向电压、右边图加的是正向电压，由于红表笔插入的是“＋”测试孔，与电池内部负极相连，故二极管的正极是a端．
【答案】　②　a
1．有关欧姆表的使用，下列说法中正确的是(　　)
A．更换测量挡时，需要重新欧姆调零
B．测量电阻时，表的指针偏转角度越大，误差就越小
C．使用完毕应将选择开关旋至交流电压最高挡或“OFF”挡
D．如果指针相对电流零刻度偏转太小，应改用大量程测量
【解析】　欧姆表的指针指在中值电阻附近时，读数误差较小，由于电阻的测量值等于表面示数乘倍率，指针相对电流零刻度偏转太小，即电阻的表面示数太大，说明倍率太小，应增大倍率，即改用较大量程挡测量．为了安全，使用完毕应将选择开关旋至交流电压最高挡或“OFF”挡，欧姆表使用时，每换一次挡必须重新调零．
【答案】　ACD
2．右图所示是一个欧姆表的外部构造示意图，其正、负插孔内分别插有红、黑表笔，则虚线内的电路图应是图中的(　　)
【解析】　红表笔接内部电源的负极，且内部电阻为可变电阻用以欧姆调零，则选项A正确．
【答案】　A
3．一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，表盘的示数如下图所示，则该电阻的阻值是________ Ω.
【解析】　选欧姆挡测电阻时指针偏转角度很小，说明所选倍率太小，应选用更高倍率挡，使指针尽可能偏转到表盘的中间位置附近，该位置附近有较高的精度．欧姆挡每换一次倍率，需重新进行调零．
【答案】　×100　调零(或重新调零)　2.2×103(或2.2 k)
4．(2009年全国卷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．
【解析】　多用电表作为欧姆表使用时，除进行机械调零外，还要继续欧姆调零，因为欧姆调零的含义是所测得电阻阻值为零，故步骤(3)中可将红、黑表笔短接；多用电表作为欧姆表使用时，电表的内部有一个电源，且红表笔(插入“＋”插孔)与电池负极相连；黑表笔(插入“－”插孔)与电池正极相连，所以步骤(4)要测二极管的反向电阻时，应将红表笔接二极管的正极，将黑表笔接二极管的负极；
因为欧姆表的表盘的刻度是不均匀的，越向左刻度越密，测量值越不准确，所以，在步骤(5)中应让电表指针尽量指向表盘的中央，测量完毕后，应拔出表笔，选择开关置于OFF挡位置．
【答案】　(3)短接　(4)红　黑　(5)中央　(6)OFF
5．如下图所示为用多用电表测电路中电流的实验，图中多用电表测试的是________(填“甲电阻”“乙电阻”或“总”)的电流，测得电流的大小的是________．
【解析】　由电路中连接情况知，多用电表与乙电阻串联，故测试的是乙电阻的电流．由图知选择量程为100 mA，故指针指示读数为50.0 mA.
【答案】　乙电阻　50.0 mA
练考题、验能力、轻巧夺冠