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1、实验:多用电表的使用一、欧姆表1 .基本构造欧姆表由直流灵敏电流计G (表头)、电源、调零电阻、刻度盘及红、黑表笔等组成。2 .原理根据闭合电路欧姆定律制成的,内部构造如图所示,由表头G、电池、调零电阻R (一个可变电阻)三者串联而成。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。已知表头G的内阻凡、满偏电流人、电源电动势E、内阻厂。(1)欧姆表内阻当红、黑表笔直接相接,A、8间的电阻为零时,调节调零电阻使表头恰好指针满偏,此时调零电阻的阻值为飞,由闭合电路欧姆定律得:其中内阻区内=r+4+60(2)测量原理保持调零电阻的阻值飞不变,当A、8间接入某一电阻人时,F如右图所示,由闭
2、合电路欧姆定律/ =知,每一个电流值都对应一个电阻值尺,将电流刻度换成电阻标度,即将电流表改装成了欧姆表,就可直接测电阻了。3 .刻度的标注方法刻度标注方法标注位置on红、黑表笔相接,调节调零电阻使指针满偏,被测电阻段=0满偏电流4处00红、黑表笔不接触,电流表指针不偏转,被测电阻段二8电流为零处中值电阻Rx =+ R + r*D刻度盘正中央段红、黑表笔间接电阻段, 4 =(Rg+R+r) +&区与乙对应与凡对应的电流。处注意:(1)由欧姆表原理得尺=彳-(&+7? + ),所以与电流/不是线性关系,但有对应关系。且欧姆表的量程是“。8”,故刻度不均匀的,且“左密右疏”。(2)中值电阻E 且/
3、二 Er+R +凡 /+R +与 +R,所以当凡=R内时,/ = g,指针指到表盘中央,此时的(叫做中值电阻。同理,当(=七,/ =二,指针指到表盘满偏的一匚处。+1 +1所以,欧姆表测电阻时,尽量选择能使指针指在刻度盘中央附近,此时比较精确。一般在,4R中范围内较好。4二、电流表与电压表如下图所示是电流表(甲)与电压表(乙)的内部结构图(精讲具体见电表的改装)。左端零刻度线处,则旋转此旋钮进行调零。甲乙三、多用电表L功能:用于测量电压、电流和电阻,曾叫万用电表。2,外形:如右图所示(1)功能选择开关:它的周围有几个区域,代表不同的测量功能。选择开关旋到电压档,多用电表就作为电压表使用;选择开
4、关旋到电流档,多用电表就作为电流表使用;选择开关旋到电阻档,多用电表就可以测量电阻。另外,每个区域中有几个档位,表示量程或倍率。(2)表盘:共有三条刻度线最上方的刻度用来读取电阻值,刻度不均匀,左密右疏,且零欧姆刻度线在最右侧。中间均匀的刻度线用来读取电压值和电流值。表盘选择开关指针定位螺丝注意:第三行刻度线为交流2. 5V专用档,高中一般不涉及。所以不读第三行刻度。(3)指针定位螺丝(机械调零旋钮):机械调零的旋钮。若使用多用电表时,指针不在(4)欧姆调零旋钮:测量电阻时要进行欧姆调零时使用到的旋钮。3 .内部原理最简单的电路图如右图所示。(1) 1、2为电流挡,1的量程比较大;(2) 5、
5、6为电压挡,6的量程比较大;(3) 3、4为欧姆挡,4的倍率比较大。4 .使用方法(1)测量直流电压A.机械调零:使用多用电表前,应检查指针是否指在零刻度线左端的“0”位置,若没有则需调节机械调零旋钮进行机械调零。8 .将功能选择开关旋到直流电压档。C.根据待测电压的估计值选择量程,如果难以估计待测电压值,应按照由大到小的顺序,先将选择开关旋到最大量程上试测,然后根据测量出的数值,重新确定适当的量程进行测量。D.测量时,用红黑表笔使多用电表跟待测电路并联,注意使电流从“ + ”(红)插孔流入多用电表,从(黑)插孔流出多用电表,检查无误后闭合电路开关S.E.根据挡位所指的量程以及指针所指的刻度值
6、,读出多用电表的示数。F.测完后整理实验器材(将选择开关旋到交流电压最高挡或“off”处)。(2)测量直流电流A.机械调零:使用多用电表前,应检查指针是否指在零刻度线左端的“0”位置,若没有则需调节机械调零旋钮进行机械调零。9 .将功能选择开关旋到直流电流档。C.根据待测电流的估计值选择量程,如果难以估计待测电流值,应按照由大到小的顺序,先将选择开关旋到最大量程上试测,然后根据测量出的数值,重新确定适当的量程进行测量。D.测量时,用红黑表笔使多用电表跟待测电路串联,注意使电流从“ + ”(红)插孔流入多用电表,从“-”(黑)插孔流出多用电表,检查无误后闭合电路开关S.E.根据挡位所指的量程以及
7、指针所指的刻度值,读出多用电表的示数。F.测完后整理实验器材(将选择开关旋到交流电压最高挡或“off”处)。(3)测量电阻A.机械调零:使用多用电表前,应检查指针是否指在零刻度线左端的“0”位置,若没有则需调节机械调零旋钮进行机械调零。B.选挡:功能选择开关旋到电挡,电阻挡一般有多个挡位,测量时要进行合理选挡,使读数在中值刻度附近,一般在4R中范围内较好。4C.电阻调零(欧姆调零):将红黑表笔短接,调节电阻调零旋钮(即调节调零电阻的值),使指针指在电阻刻度线的“0”位置上,即多用电表的右端。D.测量:将待测电阻与其他的元件断开,将红黑表笔接在被测电阻两端进行测量(测定值电阻时红黑表笔没有正负,
8、只是两根引线,互换不会影响测量结果)E.读数:测量值二指针示数x倍率。F.若需换挡测量新的电阻,应重复BE步。G.测量完毕,将将选择开关旋到交流电压最高挡或“off”处,拔出表笔。长期不用时应取出电池。5 .注意事项(1)使用电阻挡测量电阻时,指针越接近半偏位置测量结果越精确;使用电压挡和电流挡测量时电压和电流时,指针越接近满偏位置测量结果越精确。(2)测量时,不要用手碰触表笔的金属触针,这样既不安全又把人体电阻连入了电路。测量电阻时,若人的两手捏在金属触针的两端,则相当于把人体电阻并入了待测电阻中,会使测量结果偏小。(3)测量电阻时,每次换档必须要进行欧姆调零,若指针偏转较小,即待测电阻较大
9、,所选倍率较小,应更换大倍率;若指针偏转较大,即待测电阻较小,所选倍率较大,应更换小倍率。(4)为了保护电表,本质上是使通过电表的偏转小些,测量电阻时,先选小倍率测量;测量直流电流或电压时,先选大量程测量。(5)电阻挡换挡时,本质上换的是石。(6)多用电表使用时,确保“红”进“黑”出,所以欧姆表的黑表笔接的是内置电源的正极。(7)电池用旧了以后,E变小,4变大,测量结果与原结果相比,变大。5(8)多用电表不用时,选择开关应置于交流电压的最高挡或“off”处,决不能置于电阻挡,以防两表笔的金属触针不慎相碰,使电池放电。若长期不用,应把电池取出。特别注意:因为欧姆表表盘“左密右疏”,本身就有很大的
10、误差,所以原则上是不估读的,但是近几年高考中出现的欧姆表读数,都需要估读,所以同学们在欧姆表读数的时候,要进行估读(详见“6.多用电表的读数” )o6 ,多用电表的读数表盘指针定位螺兹选择开关所读数为示数X倍率。例如,(1)确定测量类别:首先看功能选择开关置于什么区域,确定测量类别(电阻Q、直流电流mA、直流电压V)。(2)确定所读表盘哪行刻度线:确定测量类别后,确定读表盘上的哪一行的刻度线。A.若所测量为电阻,则读最上方的刻度线(从右往左读)。B.若所测量为直流电压、直流电流,则读第二行刻度线(从左往右读)。注意:第三行刻度线为交流2. 5V专用档,高中一般不涉及。所以不读第三行刻度。(3)
11、确定量程以及分度值:A.若所测量为电阻,接着看功能选择开关置于哪一个档位,功能选择开关置于xlOO档,指针示数为6.0,则所测量电阻阻值为6.0xl00Q=600C。B.若所测量为电压或电流,接着看功能选择开关置于哪一个档位,档位数即为量程。例如,功能选择开关置于直流电压250V档,则多用电表量程为250V;功能选择开关置于直流电流10mA档,则多用电表量程为10mA。确定好量程后,确定分度值。分度值是用量程数除以第二行小格子数(一般为50格),例如,功能选择开关置于直流电压250V档,则多用电表量程为250V,则分度值为250/50V=5Vo(4)确定估读数位:若分度值为0.01、0.1、1
12、、10、等时,估读时要估读到下一位。若分度值为0.02、0.2、2、20、或者为0.05、0.5、5、50、等时,估读时要估读到本位,即与分度值末位数位相同。(5)确定指针所指位置时与零刻度线间最小分度值小格数:A.若所测量为电阻时,由于刻度数分布不均匀,根据具体区域读出的数乘以倍率即可。B.若所测量为直流电压、直流电流时,则先数出指针与指位置与零刻度线间的小格数,用分度值乘以格子数,即为所读数。(6)读数的最终结果为:数字+单位。缺少单位即为错误。注意:此处容易出错,尤其是估读时,因此一定要严格按照以上步骤作答。采用科学计数法时,也要保留估读数位。功能选择开关置于x100档,指针示数为6.0
13、,则所测量电阻阻值为6. 0x100Q=600Q,用科学计数法记为6. 0x102Q,不能写成6x1()2q。【习题训练】1.用如图所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T.请根据下列步骤完成电阻测量(请将你的答案相应的字母或文字)填写在空格内:旋动部件使指针对准电流的“0 ”刻线;将K旋转到电阻挡“X 100 ”的位置;将插入“十”、”-插孔的表笔短接,旋动部件,使指针对准电阻的 (填“0刻线“或“8刻线”);将两表笔分别与侍测电阻相接,发现指针偏转(从左向右)角度过小。为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按的顺序进行操作,进行读数。图甲图乙A.将K旋
14、转到电阻挡” X 1k ”的位置B.将K旋转到电阻挡“ X 10 ”的位置C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接D.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行校准此时,将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触,若电表的读数如图乙所示,则该电阻的阻值读数应为测量完毕后,要将选择开关旋转到位置。【答案】S, T;0刻线;ADC; 190000;OFF.电表使用前要调节调零旋钮,使指针指在0刻线位置,故调节S旋钮;欧姆表测量前要进行欧姆调零,故调节T旋钮;指针偏转度过小,说明电阻偏大,故需选择较大的倍率;每次换挡要重新调零;故选ACD;欧姆表读数二刻度盘读数X倍率二19 X 10000 =190
15、000 ;欧姆表使用完毕,要将旋钮选择“OFF”挡;2 .某同学用量程为1mA、内阻为120。的表头按图(a)所示电路改装成量程分别为IV和1A的多用电表,图中R和R2为定值电阻,S为开关。回答下列问题:(1)根据图(a)所示的电路,在图(b)所示的实物图上连线。(2)开关S闭合时,多用电表用于测量 (选填“电流”“电压”或“电阻”);开关S断开时,多用电表用于测量 (选填“电流”“电压”或“电阻” )O(3)表笔A应为 色(选填“红”或“黑”)。(4)定值电阻的阻值R尸 Q, R2=Qo (结果取3位有效数字)【答案】)(1)如图所示;(2)电流,电压;(3)黑;(4) 1.00, 880o解析:(1)对照