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人教版物理必修三
第十一章 电路及其应用
第五节 实验：练习使用多用电表
一、认识多用电表
数字式多用电表
指针式多用电表
多用电表可以测量电流、电压和电阻等物理量。
上半部分为表盘，下半部分是选择开关，开关周围标有测量功能的区域及量程。
表头：分清三条刻度线所测量的物理量
最上面的刻度线右端标有“0”，从右向左，刻度线依次变密，是用来测电阻的；
中间的刻度线共50个小格，分布均匀，是用于测电流和直流电压的；
欧姆表的刻度方向与电流表的刻度方向相反。
表头
欧姆调零旋钮
T
调整定位螺丝
S
选择开关
K
指针式多用电表的基本构造
电阻的刻度线
交变电压2.5v的刻度线
选择开关旋转到电流档时，表内电流表电路被接通
选择开关旋转到电压档时，表内电压表电路被接通
选择开关旋转到欧姆档时，表内欧姆表电路被接通
知识回顾：把表头改装成电流表和电压表
U
Rg
R
Ug
UR
Ig
U
Ig
V
分压电阻
Ug
I
Ig
IR
R
Rg
分流电阻
Ug
A
I
能否把电流表改装成直接测量电阻的欧姆表
二、把表头改装成测电阻的欧姆表
r
A
B
E
R0
Rg
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Rg=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R调节为多少才能使电流表恰好达到满偏电流
(2)调到满偏后保持R的值不变，在A、B间接一个150Ω的电阻R，电流表指针指着多少刻度的位置
r
A
B
E
R0
Rg
R
中值电阻
R=R中=Rg+R0+r
中值电阻，等于欧姆表内电阻值
(3)如果把任意电阻Rx接在A、B间,电流表读数I与Rx的值有什么关系
r
A
B
E
R0
Rg
Rx
通过以上计算你有何启发
把其它电流刻度都按 Rx=1.5/I-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
1、利用电流表测量电阻的原理
电流Ix与外电阻Rx是一一对应关系。通过测量电流达到测量电阻的目的。
2、设计出改装的原理图
R中=Rg+R0+r
3、欧姆表盘的刻度是均匀的吗？
由于I和Rx是非线性关系，所以刻度不均匀，由于是减函数，所以刻度方向与电流档相反。
r
A
B
E
R0
欧姆表
4、欧姆表的表头如何进行刻度
(1)电流10mA刻度对应待测电阻为______
(2)电流0刻度对应待测电阻为______
(3)电流5mA刻度对应待测电阻为______
(4)电流3mA刻度对应待测电阻为______
(5)电流任意刻度 对应待测电阻为多少？
0
0
∞
∞
150Ω
Ω
0
10
5
3
150
350Ω
350
800
R中=Rg+R0+r
5、如何求欧姆表的中值电阻？
三、把表头改装成多用电表
A
A
甲
乙
丙
R1
R2
B
A
A
B
A
A
B
问题:能否让它们共用一个表头制成一个多用电表呢
请完成最简单的多用电表的电路图
A
R1
R2
B
A
1
2
3
电流均从红表笔流入多用电表.
欧姆表的内部电源正极与黑表笔相连.
6
B
1
G
2
3
4
5
A
S
E1
E2
如何扩大多用电表的量程
如图是一个多量程多用电表的电路示意图，电流、电压、电阻各有两个量程。请谈一谈：开关S 调到哪两个位置上多用电表测量的是电流？调到哪两个位置上测量的是电压？调到哪两位置上测量的是电阻？两个位置中哪个位置测量的量程大？
在识别电阻档和电压档电路时，可以把虚线框内的电路当成一个电流表。
1、2为电流表，3、4为欧姆表，5、6为电压表
电流：1大
电压：6大
四、多用电表的使用——三步曲
1、使用多用电表前——机械调零。应检查指针是否停在刻度线左端的“0”位置。如果没有停在“0”位置，要用螺丝刀轻轻转动机械调零旋钮,使指针指在左端的“0”位置。再将红、黑测试笔分别插入“+”、“-”插孔。
2、测量时—档位选择。根据需要将选择开关旋到相应的位置
欧姆调零——使用欧姆档时，应先进行欧姆调零，即将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指右端“0 Ω”处。
3．测量结束后——使用后表笔拔出，选择开关K置“OFF”或交流高压档
1.用多用电表测量电压
1.电压的测量步骤:
(1)选档；
(2)试测选量程；
(3)测量；
(4)读数
E
S
2.注意事项:
(1)将电压表并联在待测电路两侧；
(2)红表笔接高电势,黑表笔接低电势
红高黑低
(3)先看清满量程是多大,再判断每一个小格是多少
读数先看量程，再看精确度
(4)读数时一定要正视表针.
先整后零
(1)将电流表串联在待测电路中
(2)让电流从红表笔流入,从黑表笔流出
(4)读数时一定要正视表针.
红进黑出
1.电流的测量步骤:
(1)选档；
(2)试测选量程；
(3)测量；
(4)读数
2.注意事项:
(3)先看清满量程是多大,再判断每一个小格是多少
读数先看量程，再看精确度
先整后零
2.用多用电表测量电流
多用电表测电压、电流时，读数规则
1.先确定量程,再判断精确度即每一个小格是多少。先读整，再读零，结果就是整加零。
2.测量误差出现在哪一位,读数就相应读到哪一位。
（1）最小分度为“1”的仪器，测量误差出现在下一位，下一位按十分之一估读。如量程是3A（3V）的电流（压）档，最小刻度是0.1A（0.1V），估读到0.01A（V）。
（2）最小分度为“2”或“5”的仪器，测量误差出现在同一位上，同一位按二分之一或五分之一估读。如量程为0.6A的电流表，最小分度为0.02A，估读半小格，不足半小格的舍去，超过半小格的按半小格估读。量程为15V的伏特表，最小分度为0.5V，估读五分之几小格．
3.用多用电表测量定值电阻
1.电阻的测量步骤:
(1)机械调零: 用螺丝刀调整定位螺丝进行机械调零。
(3)欧姆调零: 将红、黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮使指针指在欧姆表零刻度线位置。若“欧姆零点”旋钮右旋到底也不能调零，应更换表内电池。
(2)选择合适倍率: 测电阻时选择合适的倍率。以使指针指在中央附近1/3刻度范围，所选倍率比待测电阻的估计值小一个数量级。如果不知道待测电阻的估计值，可以按倍率从大到小依次试触直到指针指到中央附近。
(4)测量读数: 将待测电阻从电路中拆下，将欧姆表的两个表笔搭接在待测电阻两端，如果指针在中央附近，表针示数乘以倍率，即为待测电阻的阻值。如果指针靠近左右两端，可根据“大量程大角度偏，小量程小角度偏”规律选择合适倍率重新调零，按步骤（3）（4）进行。
(5)用后旋离：将选择开关调至 off 档或交流电压最高档位置，拔出表笔。
欧姆表换档后必须重新调零才能测量
0
5
10
15
Ω
20
30
40
50
100
200
500
∞
1K
如果实验中选择的是×100档，图示中各次的电阻分别为多少？
实际使用中怎样确定欧姆表选择哪一档？怎样才能使测得电阻的阻值更精确？
指针指在中间刻度附近
测量值＝表盘指针示数×倍率．
2.35kΩ
6.0kΩ
20.2kΩ
720Ω
由于欧姆表的中值电阻是几十欧姆，而用欧姆档测电阻时指针指到中央附近读数比较准确，因此所选倍率比待测电阻的估计值小一个数量级。如果不知道待测电阻的估计值，可以按倍率从大到小依次实验直到指针指到中央附近。
用多用电表测电阻时读数原则
晶体二极管及特性:
(1)构造及符号:晶体二极管是由半导体材料制成的,它有两个极,一个叫正极,一个叫负极,它的符号如图所示。
二极管的主要特性:单向导电性,如图甲(符号上的箭头表示允许电流通过的方向);①当给二极管加正向电压时,它的电阻很小,电路导通,小灯泡发光,如图乙所示;②当给二极管加反向电压时,它的电阻很大,电路截断,小灯泡不亮,如图丙所示。
4.用多用电表测量二极管的正、反向电阻
二极管
正向导通
反向截止
测量二极管的正向电阻
(1)机械调零：
(2)选择合适倍率:将选择开关旋至低倍率的欧姆挡(例如“×10Ω挡)。
(3)欧姆调零：
(5) 用后旋离:将选择开关调至 off 档。
(4)测量读数:将黑表笔接触二极管正极, 红表笔接触二极管负极,将指针示数乘以倍率得测量值。
用多用电表测量二极管的正、反向电阻
测量二极管的反向电阻
(1)机械调零：
(2)选择合适倍率:将选择开关旋至高倍率的欧姆挡(例如“×1kΩ挡)。
(3)欧姆调零：
(5) 用后旋离:将选择开关调至 off 档。
(4)测量读数:将黑表笔接触二极管负极, 红表笔接触二极管正极,将指针示数乘以倍率得测量值。
不管测量二极管的正向电阻还是反向电阻，电流都从黑表笔经二极管流向红表笔。再根据二极管单向导电性迅速判断出二极管的正、负极。
正向导通时,电阻约为几百欧姆;
反向截止时,电阻约为几百千欧.
正向电阻越小越好(不能为零);
反向电阻越大越好(不能无限大).
二极管
判断二极管质量的好坏
判断元件 应用挡位 现象
电源 电压挡 两接线柱正、反接时均无示数，说明无电源
电阻 欧姆挡 两接线柱正、反接时示数相同
二极管 欧姆挡 正接时示数很小，反接时示数很大
电容器 欧姆挡 指针先指“0 Ω”后逐渐增大到“∞”，且越来越慢
5.利用多用电表探测黑箱内的电学元件
例1.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:　由A、C间的阻值情况可知，A、C间显然为一只电阻；由B、C间阻值情况和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；由A、B间的阻值情况可进一步验证上述判断是合理的，所以盒内元件的连接情况如图所示．
例2.在图示电路的三根导线中,有一根是断的,电源、电阻器R1、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,再将黑表笔分别连接在电阻器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（ ）
(A)直流10V挡
(B)直流0.5A挡
(C)直流2.5V挡
(D)欧姆挡
6V
R1
10Ω
R2
5Ω
a
b
c
A
例3.用多用电表探测图甲所示黑箱发现：用直流电压挡测量, E、G两点间和F、G两点间均有电压，E、F两点间无电压；用欧姆测量，黑表笔（与电表内部电源的正极相连）接E点，红表笔（与电表内部电源的负极相连）接F点，阻值很小，但反接阻值很大。那么，该黑箱内元件的接法可能是图乙中（ ）
乙
A
D
C
B
E
F
G
E
F
G
G
G
E
F
E
F
B
解析:红表笔接F，电阻很小，此时二极管导通，电源电流从黑表笔流出通过二极管从红表笔流进，电流方向E到F，只有B正确。
甲
F
G
E
例4.如图是把量程为3mA的电流表改装成欧姆表的示意图，其中E=1.5 V， 改装结束后将原电流表3mA刻度处定为零阻值位置，则2mA刻度处应标多少欧姆 1 mA刻度处应标多少欧姆
mA
0
1
2
3
E
黑
红
中值电阻
I2=2mA n=1.5
I1=1mA n=3
解:
R2=250 Ω
R1=1000 Ω

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