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2.8


2.8 多用电表的原理

一、回顾:将电流表改装成电压表和大量程

的电流表
I Ux R

V

R串 ? (n-1)Rg
A

Ix

I R

1 R并 ? Rg n ?1

二、理论探究:能

否将电流表改装成直接

测量电阻的欧姆表呢?
例1.如图电源的电动势 E=1.5V,内阻r=0.5Ω,电流 表满偏电流 Ig=10 mA, 电流表电阻7.5Ω,A、 B 为 接线柱. (1)用导线把A、B直接连起来,此时应把可变电阻 R1调节为多少才能使电流表恰好达到满偏电流?

E I? Rg ? r ? R1

E r

R1
A B

E 1.5 R1 ? ? Rg ? r ? ( ? 7.5 ? 0.5)? ? 142? Ig 0.01

(2)调到满偏后保持R1的值不变,在A、B间接一个 150Ω的电阻R2,电流表指针指着多少刻度的位置?
E r
R1 A B

E 1.5 I2 ? ? A ? 5mA Rg ? r ? R1 ? R2 7.5 ? 0.5 ? 142 ? 150

(3)如果把任意电阻R接在A、B间,电流表读 数I与 R的值有什么关系?
把任意电阻R接到A、B之间,设电流表读数为I,则

E I? Rg ? r ? R1 ? R

1.5 I? 150 ? R
解出

E r R1 A B

1.5 R ? ( ? 150)? I

R

思考与讨论:通过以上计算有何启发?能否将电流表
转换成直接测量电阻的仪表?

思 考

如果把电流表10mA刻度标为“0Ω”, 5mA 刻 度 标 为 “150Ω”, 0mA刻度标为“∝Ω”,

把其它电流刻度都按
Rx=1.5/Ix-150 转换成电阻刻度,

它岂不成了一个能直接测量电阻的
仪器?

三、欧姆表
(一) 结构: 欧姆表由电流表G、电 池、调零电阻R,刻度盘 和红、黑表笔组成. 如图,就电路部分而 言,在欧姆表内部是电流 表、电池、调零电阻三者 串联而成,在欧姆表外部, 接上被测电阻后,与欧姆 表内部电路一起组成闭合 电路.

I
Rx

(二)原理:

闭合电路欧姆定律 (电阻测量转换为电流测量)

E Ig= Rg+ r + R

I=0

E Ix= Rg+ r + R+ Rx

欧姆表:内阻 R内=Rg+r+R=R中 中值电阻 改变Rx ,电流Ix随之改变,Rx与Ix一一对应. Rx 表头刻度Ix

(三)刻度:
30 50 40 100 200 1K500

20 15 10

5



0
Ω

Ω (1)零刻度在右边,左边 为无限大。 (2)刻度不均匀,左边密、 右边稀。

? ?

Rx E Ix = Rg+r+R+Rx E = R +R 内 x E Rx= -R内 Ix

(3) 刻度顺序与电流表、 电压表的刻度顺序相反.

(四)优缺点:
优点:测量方便 缺点:若电池用 久了,电动势会 变化,产生误差 较大,只能粗略 测量电阻

Rx

共同探究:电压表电流表和欧姆表都有一个表头能不能让 它们共用一个表头制成一个多用电表呢?


+ A
A

_


+ A _
R1



+ A _

R2

B

A

B

A

B

+ A

_
R1 R2

2 A 1 3 B

讨论与交流
1、开关S 调到哪两个 位置上多用电表测 量的是电流? 2、调到哪两个位置上 测量的是电压? 3、调到哪两位置上 测量的是电阻?

+G _
E

E

2

3

4

5 6

4、两个位置中哪个位 1 S _ 置测量的量程大?A + 5、测电阻、直流电 A B 流、直流电压时, 电流流经红、黑表 笔有什么共同特 点? 特点:电流均从红表笔流入多用电表!

多用电表的外观及部件名 刻度盘 称识别 欧姆表刻度盘
指针定 位螺丝 (调零) 电阻倍 率选择 OFF挡 直流电 流量程 选择区 红 黑 表 笔 直流电流、电压 表刻度盘 欧姆调零旋钮

功能选择开关

直流电压量程选择

交流电压量 程选择

认识多用电表
指针式多用电表

数字式多用电表

1.机械调零,用小螺丝刀旋动定位螺丝 使指针指在左端电流零刻度处,并将 红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔。 2.选挡:选择开关置于欧姆表“×1”挡。 3.短接调零:在表笔短接时调整欧姆挡 的调零旋钮使指针指在右端电阻零刻 度处(若“欧姆零点”旋钮右旋到底 也不能调零,应更换表内电池)

? 4.测量读数:将表笔搭接在待测电 阻两端,读出指示的电阻值 ? 5.换一个待测电阻,重复以上2、3、 4过程,选择倍率应该由被测电阻值 与中值电阻值共同决定,可置于 “×1”或“×10”或“×100”或 “×1k”挡。 ? 6.多用电表用完后,将选择开关置 于“OFF”挡或交变电压的最高挡, 拔出表笔。

读数?

? 用多用表测量电流、电压或电阻时,表盘指针 的位置如图所示。如果选择开关指在“V-50”位 置时,测量结果为 ;如果选择开关指在 “mA-10”位置时,测量结果为 ;如果选择 开关指在“Ω—×100”位置时,测量结果为 。

? 用多用电表测电阻时,若选择“×100” 的欧姆档测量发现( ) ? A.指针指在电阻刻度较靠近0Ω的某刻度 线上,则应换用“×1k”的欧姆档测量 ? B.指针指在电阻刻度较靠近0Ω的某刻度 线上,则应换“×10”或“×1”欧姆档测 量 ? C.指针指在电阻刻度较靠近∝的某刻度 线上,则应换用“×1k”的欧姆档测量 ? D.指针在电阻刻度较靠近∝的某刻度线 上,则应换用“×10”或“×1”的欧姆档 测量

? 练习用多用电表测电阻的实验中有关 欧姆表的使用和连接,下列说法中正 确的是( ) ? A.黑表笔与表内电源正极相连,红表 笔与表内电源负极相连 ? B.测电阻时,表针偏转角度越大,所 测电阻越小 ? C.两表笔短接调零时,指针不能指在 零位,可在读数时将原来的阻值扣除 ? D.读出表盘指示数值,即得测量值

? 如图所示是一个将电流表改装成欧姆表的示意图, 此欧姆表已经调零,用此欧姆表测一阻值为R的 电阻时,指针偏转至满刻度4/5处,现用该表 测一未知电阻,指针偏转到满刻度的1/5处, 则该电阻的阻值为( ) ? A. 4R B.5R ? C.10R D.16R

? 用多用电表的欧姆挡测电阻时, ? A.多用电表的指针右侧达满偏时,被测电阻值最 大 ? B.多用电表的指针指示零欧时,说明通过被测电 阻的电流最大 ? C.测电阻前,把面板上的选择开关置于相关的欧 姆挡上,将两表笔的金属杆直接短接,调整欧姆 挡的调零旋钮使指针指在电流的最大刻度处 ? D.用欧姆表的R×10 Ω挡时,指针指在刻度20~ 40的正中央,则被测电阻的阻值为300 Ω ? E.测量前,待测电阻跟别的元件和电源断开 ? F.用欧姆表的R×100 Ω挡测电阻时,若指针指 在0 Ω处附近,则应换用R×1 kΩ挡

? 注意事项
? 1.多用电表在使用前,应先观察指 针是否指在电流表的零刻度,若有偏 差,应进行机械调零。 ? 2.测电阻前,必须把待测电阻同其 它电路断开,不能用两手同时握住两 表笔金属部分测电阻。

? 3.合理选择量程,使指针尽可能指在中 间刻度附近。若指针偏角太大,应改换 低挡位;若指针偏角太小,应改换高挡 位。一般比被测电阻的估计值低一个数 量级,如估计值为200Ω就应该选×10的 倍率。每次换挡后均要重新短接调零, 读数时应将指针示数乘以挡位倍率。 ? 4.测量完毕后应拔出表笔,选择开头置 OFF挡或交流电压最高挡,电表长期不 用时应取出电池,以防电池漏电。

? 用多用电表探索黑箱内的电学元件 ? 设定黑箱上有三个接点,两个接点间 最多只能接一个元件;黑箱内所接的 元件不超过两个。 ? 测量步骤和判定: ? ⑴用直流电压挡测量,A、B、C三点 间均无电压;说明箱内无电源。 ? ⑵用欧姆挡测量,A、C间正、反接 阻值不变,说明A、C间有一个电阻。

? ⑶用欧姆挡测量,黑表笔接A红表笔 接B时测得的阻值较小,反接时测得 的阻值较大,说明箱内有一个二极管

? ⑷用欧姆挡测量,黑表笔接C红表笔 接B测得阻值比黑表笔A红表笔接B时 测得的阻值大,说明二极管在AB间。

小结
1、万用表测电阻的测量原理:闭合电路欧姆定律 ①原理: 2.欧姆表盘刻度的原理
I= E Rx + R 内

②满偏电流对应 R X 为0 ③半偏电流对应 R X ? R内 ④电流为0对应电阻为∞

RX与I是一一对应 刻度线不均匀
R中 E ? R内 ? Ig

3、测电阻、电流、电压时,电流均从红表笔流入万用表


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