多用电表的使用
一、多用电表的读数
多用电表表盘如图所示
1.表盘最上面一排是欧姆档表盘,刻度不均匀。 读数方法:刻度值乘以倍率
2.最下面一排对应的是交流电压档表盘,不会考察读数。
3.中间一排是直流电压、直流电流及交流电流档的表盘,总共有50格子,读数方法:偏转格数以最小分度值。 对最小分度为“1” 、“2”的采用“十分之一估读法”,估计数字出现在下一位;对最小分度为“5”的采用“五分之一估读法”, 估计数字出现在同一位。
最小分度“”1或“2”的十分之一,后部分乘积为0时不这样读数记录=刻度完整部分+估计等分数×最小分度“5”的五分之一能丢,像游标卡、千分尺读数一样要补齐。
例1(2008宁夏新课程卷)右图为一正在测量中的多用电表表盘.
(1)如果是用×10档测量电阻,则读数为 。 (2)如果是用直流10 mA档测量电流,则读数为mA。 (3)如果是用直流5 V档测量电压,则读数为V。 【分析】本题考察多用电表的读数,根据相应档位的最小分度值来读数,注意估读问题。
【解析】(1)电阻刻度“5~10”共5格,最小刻度是2,采
用“十分之一估读法”,故读作“6±(0~1)×0.2”,再乘以档位的倍率10,即59~61Ω,标答60Ω; (2)用10 mA档测量电流,每格刻度为0.2mA,采用“十分之一估读法”,读数为7mA+(8~9)×0.02mA=7.16~7.18mA
(3)用直流5 V档测量电压,每格刻度为0.1V,采用“十分之一估读法”,读数为3.5 V +(8~9)×0.01 V=3.58~3.59 V。
【答案】(1)60 ;(2)7.18 ;(3)3.59。
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【总结】对最小分度为“1” 、“2”的采用“十分之一估读法”,估计数字出现在下一位;对最度为“5”的采用“五分之一估读法”, 估计数字出现在同一位。
小分
二、用多用电表测电阻的步骤
1.短接调零:红黑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。
2.选挡: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,应更换高挡位。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。 3.测量读数:将表笔搭接在待测电阻两端,读出指示的电阻。
4.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。 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.测量时双手不要接触表笔的金属部分,若双手接触表笔金属部分,相当于将人体电阻并联接入电路,电阻测量值会减小。
3.欧姆档内部电源使用时间过长,电源电动势会下降,测量电阻时测量值会偏大。 4.电流从红表笔流进,从黑表笔流出。
例2.用如图1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.
(1)旋动部件______,使指针对准电流的“0”刻线 (2)将K旋转到电阻挡“×100”的位置
(3)将插入“+”、“-”插孔的表笔短接,旋动部件_____,使指针对准电阻的_____(选填“0刻线”或“∞刻线”)
(4)将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小.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,再完成读数测量 A.将K旋转到电阻挡“×1k”的位置 B.将K旋转到电阻挡“×l0”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
(5)选用倍率为“×100”的电阻挡测电阻时,表针指示如图2所示,则: 所测电阻的阻值为___Ω;如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×104Ω的电阻,为了使测量结果比较准确,应选用的电阻挡是___(选填“×l0”、“×l00”或“×lk”).
用此多用电表进行测量,当选用量程为50mA的电流挡测量电流时,表针位于图示位置,则所测电流
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为___mA;当选用量程为250mA的电流挡测量电流时,表针位于图示位置,则所测电流为___mA.
当选用量程为10V的直流电压挡测量电压时,表针也位于图示位置,则所测电压为___V 【分析】根据多用电表使用的操作步骤及注意事项作答;
指针偏转角度小说明被测电阻阻值较大,改用大量程,换挡后要注意欧姆调零;
欧姆表的读数用表盘刻度乘以倍率;
用多用电表的电流档与电压档时读数要注意估读.
【解析】(1)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;(3)欧姆表测量前要进行欧姆调零,故调节T旋钮使指针指向电阻0刻线;
(4)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然后测量电阻;故步骤为ADC;
(5)①欧姆表读数=刻度盘读数×倍率=14×100Ω=1400Ω;为了使测量结果比较准确,指针指在中央刻度附近,故选×1k,
②选用量程为50mA的电流挡,最小分度为1mA,中间一排偏转格数为26.0,读数为:1×26.0=26.0mA;
选用量程为250mA的电流挡时,最小分度为5mA,读到个位,偏转格数也为26,读数为:26×5=130mA,
③当选用量程为10V的直流电压挡时,最小分度为0.2V,读数为:26.0×0.2=5.2V
【答案】(1)S;(3)T;零刻线(4)ADC(5)①1400,×1k②26.0mA;130mA③5.2V
【总结】(1)欧姆档指针偏转小,选择大量程。
(2)欧姆定档没选择一个量程,都要重新校零。
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变式1.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调零.
(2)将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔,将选择开关拔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,将选择开关拔向______位置.
【分析】根据多用电表使用的操作步骤及注意事项作答;
用欧姆表测电阻时,红表笔接电源的负极,黑表笔接电源的正极;使用欧姆表测电阻时,应把红黑表笔短接进行欧姆调零;应选择合适的挡位,使欧姆表指针指在表盘中央附近;多用电表使用完毕,应把选择开关打到off挡或交流电压最高挡.
【解析】(3)将红、黑表笔短接,进行欧姆调零.
(4)测反向电阻时,将红表笔接二极管正极,将黑表笔接二极管负极,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中央. (6)测量完成后,将选择开关拔向Off挡或交流电压最高挡位置.
【答案】(3)短接;(4)红;黑;(5)中央;(6)Off挡或交流电压最高挡.
【总结】熟记多用电表的使用步骤;二极管有单向导电性
三、多用电表的内部构造
多用电表由表头、选择开关和测量线路三部分组成,表头是
一块高灵敏度磁电式电流表,其满偏电流约几十到几百 A,通过转换开关和测量线路的相互配合,可测量交流电流和直流电流、交流电压和直流电压及电阻等。
右图所示是多用电表内部简化电路图,其中当选择开关接在1、2时候测量电流,选择开关接在3、4时候测电阻,选择开关
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红表笔 E E/ 2 3 4 5 1 S 6 黑表笔 A B
接在5、6时候测量电压。
注意事项:利用多用电表的电压档和电流档测电压和电流时
1.多用电表在使用前,应先观察指针是否指在零刻度,若有偏差,应进行机械调零。 2.合理选择量程,指针偏转过大,档位选择大倍率。指针偏转过小,档位选择小倍率。
3.电流从红表笔流进,黑表笔流出。电路中有二极管,红黑表笔连接时需要注意二极管具有单向导电性。
例3.(2015•西城区二模)如图是一个多用电表的简化电路图.S为单刀多掷开关,通过操作开关,接线柱O可以接通1,也可以接通2、3、4、5或6.下列说法正确的是( ) A.当开关S分别接1或2时,测量的是电流,其中S接1时量程较大
B.当开关S分别接3或4时,测量的是电阻,其中A是黑表笔 C.当开关S分别接5或6时,测量的是电阻,其中A是红表笔 D.当开关S分别接5和6时,测量的是电压,其中S接5时量程较大
【分析】要熟悉多用电表的原理和结构,根据电表的结构选出欧姆表、电压表和电流表。
【解析】由图可知当转换开关S旋到位置1、2位置是电流表,接1时分流电阻相对更小,故接1时电表的量程更大;故A正确。
测量电阻时欧姆表内部应接电源,由图可知电阻只有接3或4;A与电源负极相连,故A为红表笔;故B错误;
要测量电压,电流表应与电阻串联,由图可知当转换开关旋到位置5、6时,故C错误;
要测量电压,电流表应与电阻串联,由图可知当转换开关S旋到位置5、6时;测量电压,电流表所串联的电阻越大,所测量电压值越大,故当转换开关S旋到6的量程比旋到5的量程大,故D错误。
【答案】A
【总结】熟记多用电表的原理和结构,以及欧姆表、电压表和电流表对应的开关接法。
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四、欧姆表的使用原理
利用多用电表欧姆档测量电阻,电路如图所示,当红、黑表笔短接并调节R0使指针满偏时
IgEE (1) rRgR0R中E (2)
R中Rx当电笔间接入待测电阻Rx时,有Ix 联立(1)、(2)式解得Ix由(3)式知当RxR中时,IXR中RxR中Ig(3)
1Ig,指针指在表盘刻度中心,此时Rx阻值等于中值电阻阻值。2由(3)式可知每一个Rx都有一个对应的电流值Ix,通过在刻度盘上直接标出与Ix对应的Rx的值,那么当红、黑表笔分别接触待测电阻的两端时,就可以从表盘上直接读出它的阻值。 由IxR中RxR中Ig可知Rx越大,电流Ix越小,指针偏转角度越小。指针偏转角度越大,对应的Ix越
大,待测电阻Rx越小
例4、(2013•开封一模)图为一简单欧姆表原理示意图,其中电流表的满偏电流Ig=300 μA,内阻Rg=100Ω,可变电阻R的最大值为10kΩ,电池的电动势E=1.5V,内阻r=0.5Ω,图中与接线柱A相连的表笔颜色应是 色.按正确使用方法测量电阻Rx的阻值时,指针指在刻度盘的正中央,则Rx= kΩ.若该欧姆表使用一段时间后,电池的电动势变小、内阻变大,但此表仍能调零,按正确使用方法再测上述Rx,其测量结果与原结果相比将 (填“变大”、“变小”或“不变”).
【分析】测电阻式时指针指在刻度盘的正中央,此时为多用电表的中值电阻。再运用公式计算当电池的电动势变小、内阻变大时,外电阻的测量值的误差。
【解析】多用电表红表接内部接电源负极,当两表笔短接时,电流表至满偏电流IgE,得Rg5k;Rg当指针指在刻度盘的正中央时IIg2E,得RgRx5k;当电池电动势变小,内阻变大RgRxE,欧姆表内阻得调小,待测电阻的测量值是通过电流Rg6
时,欧姆重新调零使满偏电流不变,由Ig
IgEI表的示数体现出来的,由RgRx1Rx,可知当Rg变小时,I变小,指针跟原来Rg置相比偏左了,欧姆表的示数变大了。
的位
【答案】红;5;变大。
【总结】多用电表的中值电阻为电表自身内阻;当电池的电动势变小时,欧姆测量结果与原结果相比将变大。
变式2.某学生实验小组利用图(a)所示电路,测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1k”挡内部电路的总电阻.使用的器材有: 多用电表;
电压表:量程5V,内阻十几千欧; 滑动变阻器:最大阻值5kΩ 导线若干. 回答下列问题:
(1)将多用电表挡位调到电阻“×1k”挡,再将红表笔和黑表笔 ,调零点.
(2)将图(a)中多用电表的红表笔和 (填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端. (3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置,使多用电表的示数如图(b)所示,这时电压表的示数如图(c)所示.多用电表和电压表的读数分别为 kΩ和 V.
(4)调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零.此时多用电表和电压表的读数分别为12.0kΩ和4.00V.从测量数据可知,电压表的内阻为 kΩ.
(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路,如图(d)所示.根据前面的实验数据计算可得,此多用电表内电池的电动势为 V,电阻“×1k”挡内部电路的总电阻为 kΩ.
【分析】根据多用电表的调零,结构,读数,以及中值电阻的概念求解题目。
【解析】(1)欧姆表使用前一定要欧姆调零,即红黑表笔短接,调节调零旋钮,使电流表满偏;
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(2)红进黑出,故红表笔接触1;
(3)欧姆表读数为1k15.015.0k,电压表读数为3.60V
(4)由于滑动电阻器被短路,故欧姆表读数为电压表阻值,为12.0k; (5)欧姆表的中值电阻等于内阻,故欧姆表1k档位的内电阻为15.0k;故
EUU4Vr4V15k9VR12k 【答案】(1)短接;(2)1;(3)15.0, 3.50 (4)12.0 (5)9.0, 15.0
【总结】熟记多用电表的调零,读数方法,“红进黑出”以及多用电表中
巩固练习
1.多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图(a)(b)(c)所示,则多用电表(使用×1Ω档)的
读数为 Ω;电流表读数为mA;电阻箱的读数为 Ω;
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【解析】①欧姆档“10~15”每格1Ω,估读到0.1Ω,读作14Ω+0×0.1Ω=14.0Ω
②电流表量程60 mA,每格1 mA,估读到0.1 mA,读作53 mA+0×0.1 mA=53.0 mA
③4.6Ω(电阻箱不估读)。
【答案】14.0;53.0 ;4.6 2.在练习使用多用电表时:
(1)下列关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是 (多选) A.测量电阻时,如果红、黑表笔分别插在负、正插孔,则不会影响测量结果 B.双手捏住两表笔金属杆,测量值将偏大 C.测量电路中的电阻时,应该把该电阻与电路断开
D.欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小,内阻变大,但仍能调零,其测量结果与原来相比不变. (2)用多用电表探测二极管的极性,用欧姆挡测量,黑表笔接a端,红表笔接b端时,指针向右偏转角较大,然后黑、红表笔反接指针偏转角较小,说明 (填“a”或“b”)端是二极管正极. 【解析】A:由于欧姆表是由直流电流表改装成的,所以要求电流应从“+”插孔进从“-”插孔出,否则指针将反向偏转,因此如果红黑表笔分别插在负、正插孔时不会影响测量结果,所以A正确; B:每次换挡后才需要重新调零,不换挡时不需要重新调零,所以B错误;
C:为防止有电源时烧坏表头或其它电阻影响待测电阻,测量时应将该电阻与外电路断开,所以C正确;
D、欧姆档内部电源使用时间过长,电源电动势会下降,测量电阻时测量值会偏大。所以D错误 (2)根据欧姆表改装原理可知,红表笔应接“+”插孔,但恰好与欧姆表内部电池的负极相接,同理黑表笔应接“-”插孔,但与欧姆表内部电池的正极相接,所以黑表笔接a端,红表笔接b端时,指针偏转角较大,然后黑、红表笔反接指针偏转角较小,说明a端是二极管的正极. 【答案】(1)AC (2)a
3.如图所示为多用电表的内部结构图,则下列说法正确的是( ) A.A端为红表笔,B端为黑表笔 B.1、2档为电流档,且1档的量程较小
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C.选用“×100”倍率的电阻档测量,发现多用表指针偏转过大,则应用换成“×1k”档或更高的档,并且要注意重新调零
D.5、6档为电压档,且6档的量程较大
【解析】A、电流由红表笔进,则A为红表笔,B端为黑表笔,故A正确; B、接1,2时为电流表,并联电阻越小量程越大,所以1档量程大.故B错误;
倍率
C、选用“×100”倍率的电阻档测量,发现多用表指针偏转过大,说明所选挡位太大,为准确测量,需要选择×10倍率的电阻档,然后重新进行欧姆调零;故C错误;
D、接5,6时为电压表,串联电阻大,量程大,6档的量程较大,故D正确. 故选:D 【答案】D
4.使用多用电表测量电阻时,多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联,两个表笔分别位于此串联电路的两端.现需要测量多用电表内电池的电动势,给定的器材有:待测多用电表,量程为60mA的电流表,电阻箱,导线若干.实验时,将多用电表调至×1Ω挡,调好零点;电阻箱置于适当数值.完成下列填空:
(1)仪器连线如图1所示(a和b是多用电表的两个表笔).若两电表均正常工作,则表笔a为 (填“红”或“黑”)色;
(2)若适当调节电阻箱后,图1中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图2(a),(b),(c)
所示,则多用电表的读数为 Ω.电流表的读数为 mA,电阻箱的读数为 Ω:
(3)将图l中多用电表的两表笔短接,此时流过多用电表的电流为 mA;(保留3位有效数字)
(4)计算得到多用电表内电池的电动势为 V.(保留3位有效数字)
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【解析】(1)多用电表在使用时必须使电流从红表笔(正接线柱)流进,黑表笔(负接线柱)
流出,串联的电流表也必须使电流从正接线柱流进,负接线柱流出,所以可以判断电流是从a表笔流出的为黑表笔.
(2)多用电表用×1倍率测量,读数为:14.0×1=14.0Ω
电流表的量程是60m A,所以不能在表盘上直接读数,需要改装为10,20,30,40,50,60的表盘,然后读数为:53.0 m A
电阻箱的读数为:0×100+0×10+4×1+6×0.1=4.6Ω
(3)(4)多用电表测量电阻的原理是闭合电路的欧姆定律,多用电表内部的电路等效的直流电源(一般为电池)、电阻、表头与待测电阻串联,当表头短接时电路电流最大为表头的满偏电流Ig=,将Rg取为r+rg+R为多用电表的内阻,当待测电阻等于Rg时,这时表头半偏,表针指在欧姆表盘的中值上,所以Rg又称为中值电阻.当选择×1倍率测量时中值电阻直接在欧姆表盘上读数为15Ω.在(2)中多用电表外的电阻为多用电表的读数14.0Ω,干路电流是53.0 m A,则电源电动势是E=I(R内+R外)=0.053×(15+14)=1.537V. 则满偏电流Ig==102m A.
【答案】(1)黑; (2)14.0,53.0,4.6; (3)102; (4)1.54.
总结
1、接笔:红色进多用表,黑色出多用表。
测电流电压时,红黑不能接反,测电阻时红黑可以接反,但接二极管时注意正反电流问题 。
2、选量程:欧姆表的指针偏转太小,需要换大量程;电流电压表的指针偏转太小,需要换小量程。 换挡必调零。
3、调零(重点难点) :测 A、V 时,机械调零。测电阻时,先短接,调节欧姆调零旋钮,使 G 表头满偏。 表盘中央位置的刻度叫 “中值电阻”,大小等于此时的欧姆表内阻。
4、读数:对最小分度为“1” 、“2”的采用“十分之一估读法”,估计数字出现在下一位;对最小分度为“5”的采用“五分之一估读法”, 估计数字出现在同一位。 5、结尾:把选择开关 S 接到“OFF”位置或“交流 500V 档”。
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