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第二章 第四节 认识多用电表


知识点一 第 四 节 认 识 多 用 电 表 理解教材新知 知识点二 知识点三 考向一 把握热点考向 考向二

第 二 章 电 路

考向三
随堂基础巩固 应用创新演练 课时跟踪训练

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1.使用多用电表测电阻的步骤:
机械调零→选挡→欧姆调

零→ 读数→开关置于“OFF”或交流 电压最高挡。

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2.测电阻时,每次选挡或换挡 都要重新欧姆调零。

3.利用多用电表可测量电压、
电流、电阻,无论测量什么, 电流总是从红表笔流入,从

黑表笔流出。

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1.构造

[自学教材]

指针式多用电表一般由表头、测量电路、转换开关以

及红黑测量表笔等组成。
(1)表头是一个灵敏直流电流表,主要部分是 永久磁铁 和 可动线圈 。 (2)当电流通过线圈时,线圈在磁场的作用下带动 指针 偏转。

2.用途
多用电表可以测量 电流、 电流 和 电阻 等电学量。

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3.多用电表测直流电流和直流电压 这一原理实际上是电路的分流和分压原理,按照图 2-4-1,将其中的转换开关接1或者2时测 电流 ;接3 或4时测 电压 。转换开关接5时,测 电阻 。

图2-4-1

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[重点诠释]
电压表和电流表的改装 两表改装 小量程的表头G(Ig, 小量程的表头G(Ig, 比较项目 Rg)改装成电压表V Rg)改装成电流表A

内部电路

扩大后量程 R的作用

U 分压

I 分流

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两表改装 比较项目

小 量 程 的 表 头 G(Ig,Rg)改装成电 压表 V

小量程的表头 G(Ig, Rg)改装成电流表 A

R 的数值

IgRg Rg U R = 或 R = R = I - Rg 或 R = I- Ig n-1 g U (n-1)Rg(n=U ) g I (n=I )
g

电表的总内阻

RRg RV = Rg + R 或 RV RA = 或 RA = R+ R g U I gR g =I g I

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1.(双选)如图2-4-2所示,甲、乙两个电路,都是 由一个灵敏电流表G和一个变阻器R组成,下列说

法中正确的是

(

)

图2-4-2

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A.甲表是电流表,R增大时量程增大

B.甲表是电流表,R增大时量程减小
C.乙表是电压表,R增大时量程增大 D.乙表是电压表,R增大时量程减小

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解析: 甲表为电流表, 由并联电路的特点得: IgRg=(I-Ig)R, I gR g 即该电流表量程 I= R +Ig,可见 R 增大时量程减小;乙 表为电压表,由串联电路的特点得:U=Ig(Rg+R),可见 R 增大时量程增大。

答案:BC

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[自学教材] 1.原理 欧姆表是依据 闭合电路欧姆定律 制成的, 简单结构如图2-4-3所示。

图2-4-3

当红、黑表笔间接入被测电阻Rx时,通过表头的电流I E = R+Rx+Rg+r 。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Rx 值, 就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值。

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2.使用 (1)当红黑表笔相接触时,相当于被测电阻 Rx=0,调 E 节 R 的值,使电流表的指针达到满偏 Ig= ,所以 R+Rg+r 电流表的满刻度处被定为电阻的 0处 。

(2)当红黑表笔不接触时,相当于被测电阻 Rx=∞,电 流表指针指零,所以电流表零刻度处是电阻刻度的 “∞” 位置。

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(3)当红黑表笔间接入某一电阻 Rx 时,通过电流表的电 E 流 I= ,可见 Rx 与 I 有着一一对应关系。 Rg+r+R+Rx 如果在刻度盘上标出与 I 对应的 Rx 值, 就可以从刻度 盘上直接读出待测电阻 Rx 的值。

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[重点诠释]

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电流的零刻 度,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,调整欧姆调零旋钮,
使指针指在表盘右端“0 Ω”刻度处。

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(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。

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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。
(7)合理选择量程,使指针尽可能指在中间刻度线附近 读数。

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2.如图2-4-4所示为多用电表电阻 挡的原理图,表头内阻为Rg,调 零电阻为R,电池的电动势为E,

内阻为r,则下列说法中错误的是
A.它是根据闭合电路欧姆定律制成的 B.接表内电池负极的应是红表笔

图2-4-4 ( )

C.电阻挡对应的“∞”刻度一般在刻度盘的右端 D.调零后刻度盘的中心刻度值是r+Rg+R

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解析:多用电表电阻挡是根据闭合电路欧姆定律制成的,A 对;多用电表的电流总是从红表笔流入,从黑表笔流出, 故 B 对;电阻挡对应的“∞”刻度在刻度盘的左端,C 错; E Ig E 调零后由 Ig= ,则 2 = ,故中心刻度 r+Rg+R r+Rg+R+Rx 值 Rx=r+Rg+R,D 对。

答案:C

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1.电压、电流的测量
无论是测量电流还是电压,都应选择适当的量程使 表头指针尽量停靠在接近 满偏 刻度处,这样测量值比较 准确。 2.判断二极管的极性 应用多用电表的 电阻 挡,判断二极管的极性时,要 用两表笔分别连接二极管的两极,然后将两表笔反过来

连接二极管的两极,可以测出两个电阻值。

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3.在使用多用电表时,以下说法正确的是

(

)

A.在测量电阻时,为便于测量,应用手将表笔的金属
杆与被测电阻的两端捏紧 B.在测一未知电压时,应首先用交流电压或直流电 压的最低挡估测,再换用合适的挡位细测 C.测某一电阻的电流时,选择电流挡后,应将两表

笔直接同电阻两端连接起来
D.用完后,应将选择开关扳到交流电压的最高挡或 “OFF”挡

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解析:用多用电表测电阻时,不能用手接触表笔的金属部 分,否则测量值为人体电阻与待测电阻并联值,故A项错

误。为了保护电表,测电压时应先用最高挡来估测,再换
用合适的挡位,故B项错误。当测电流时,应将多用电表 串联在电路中,而C项中接法是和电阻并联,故C项错。 对于D选项,将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡, 目的是防止选择开关置于欧姆挡时,红黑表笔短路,故D

项正确。
答案:D

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[例1]

如图2-4-5所示为实验室常用的两个量程的

电流表原理图。当使用O、A两接线柱时,量程为0.6 A; 当使用O、B两接线柱时,量程为3 A。已知电流计的内电 阻Rg=200 Ω,满偏电流Ig=100 mA。求电阻R1和R2的阻 值。

图2-4-5

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[审题指导]

(1)把电流计改装成电流表需要并联一个小电阻。
(2)分析时应用并联电路两端的电压相等。 [解析] 接OA时,R1与R2串联后并联在表头两端,则: IgRg=(I1-Ig)(R1+R2) 接OB时,R2与表头串联然后与R1并联,则: Ig(Rg+R2)=(I2-Ig)R1

联立以上两式,把Ig=0.1 A,Rg=200 Ω,I1=0.6 A,I2
=3 A代入,得R1=8 Ω,R2=32 Ω。 [答案] 8 Ω 32 Ω

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(1)把已知表头改装成电流表是应用了并联分流的特点,
它的特点就是电压相同,并联的电阻越小,改装成的电流表 量程越大,各量程达到满偏电流时,通过“表头”的电流仍为 满偏电流。 (2)把已知的表头改装成电压表是应用了串联分压的特点,

分压电路的电流相等,串联的电阻越大,改装成的电压表量
程越大。和电流表改装相同,电压表各量程达到满偏时,“ 表头”都为满偏。

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1.将一个电阻为60 Ω,满偏电流为
500 μA的电流表表头改成如图 2-4-6所示的两个量程的电压 表,量程分别为3 V和15 V,试求 R1和R2的阻值。 图2-4-6

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解析:3 V 电压挡的分压电阻为 R1,而 15 V 电压挡的分 压电阻为(R1+R2),可以先求出 R1 和(R1+R2)的值,再求 R2 的值。 Ug=IgRg=500×10-6×60 V=3.0×10-2 V U1 3.0 R1=(U -1)Rg=( -1)×60 Ω 3.0×10-2 g =5 940 Ω。 U2 15.0 R1+R2=(U -1)Rg=( -1)×60 Ω=29 940 Ω。 3.0×10-2 g R2=24 000 Ω。

答案:5 940 Ω

24 000 Ω

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[例2]

有一可供使用的多用电表,S为选择开关,

Q为电阻挡调零旋纽。现在要用它检测两个电阻的阻值。 已知阻值分别为R1=20 Ω,R2=27 kΩ,下面提出了在 测量过程中一系列可能的操作,请你选出能尽可能准确 地测定各阻值和符合多用电表安全使用规则的各项操作, 并且将它们按合理顺序填写在后面的横线上的空白处。

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图2-4-7所示为欧姆挡表盘刻度的示意图。

图2-4-7

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A.旋动S使其尖端对准电阻挡×1 k; B.旋动S使其尖端对准电阻挡×100; C.旋动S使其尖端对准电阻挡×10; D.旋动S使其尖端对准电阻挡×1;

E.旋动S使其尖端对准V 1 000;
F.将两表笔分别接到R1的两端,读出R1的阻值,随后即断开; G.将两表笔分别接到R2的两端,读出R2的阻值,随后即断开; H.两表笔短接,调节Q使表针对准电阻挡刻度盘上的0,随后 即断开。

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所选操作及其顺序为(用字母代号填空): ______________。(操作步骤可以重复选用)

[解析]

用多用电表测量电阻时,量程的选择以指

针指到中央刻度附近时读数较准确,由表盘中值示数约 15 Ω可知,测R1=20 Ω的电阻时,只能选“×1”挡;测R2 =27 kΩ时,应选择“×1 k”挡,并且在每次选定量程后, 都必须将两表笔短接,进行电阻档调零,所以题目中所

给操作H需要重复选用。

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在测量过程中对 R1 与 R2 测量的先后没有什么限制,但测量完 毕后,功能选择开关必须旋离电阻档,拨到交流 (V ~ )高压档或 “OFF” 处 , 所 以 合 理 的 操 作 及 顺 序 为 AHGDHFE 或 DHFAHGE。

[答案] AHGDHFE或DHFAHGE

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使用多用电表的电阻挡测电阻时要熟记使用步骤和注意 事项,选择合适的量程,使指针指在中央附近。若指针偏角 太大,说明电流较大,表内电阻阻值较小,应换倍率小的挡

位,相反,若指针偏角太小,说明电流较小,表内电阻阻值
较大,应换倍率大的挡位。另外,换挡后要重新调零,读数 后不要忘记乘以倍率。

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2.有一个多用电表,其欧姆挡的四个挡位分别为“×1”、 “×10”、“×100”、“×1 k”,某同学把选择开关旋到

“×100”挡测量一未知电阻时,发现指针偏角很大,为
了减小误差,它应该 A.换用“×1 k”挡,不必重新调整调零旋纽 B.换用“×10”挡,不必重新调整调零旋纽 C.换用“×1 k”挡,必须重新调整调零旋纽 ( )

D.换用“×10”挡,必须重新调整调零旋纽

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解析:某同学把选择开关旋到“×100”挡测量一未知电阻 时,发现指针偏角很大,即读数较小,所选挡位较大,应 换用较小挡位,所以A、C错。而换档后必须重新调零,

所以B错。D对。
答案:D

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[例3] 表表盘。

如图2-4-7所示为一正在测量中的多用电

图2-4-7

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(1)如果是用直流10 V挡测量电压,则读数为______V。
(2)如果是用×100 Ω挡测量电阻,则读数为______Ω。 (3)如果是用直流5 mA挡测量电流,则读数为______mA。 [解析] 在多用电表的同一表盘上读数,要注意分清各 自的量程及最小刻度值,欧姆挡读数为:读数×100 Ω =8.0×102 Ω。 [答案] (1)6.5 (2)8.0×102 (3)3.25

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在物理实验中,测量读数时,有估读要求的仪器,一定

要有估读。常用仪器中要估读的仪器有刻度尺、螺旋测微器、
天平、弹簧秤、温度表、电流表、电压表、多用电表。 估读方法:若最小分度为0.01、0.1、1等以1结尾的,都 要估读到最小刻度的下一位;若最小分度为0.5、0.05、5等 以5结尾的,都要求估读到最小分度值所在的这一位,且按 最小分度值的五分之一估读;若最小分度值为0.02、0.2、2 都要求估读到最小分度值所在的这一位,且按最小分度值的

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二分之一估读,只要没有与刻度线对齐都可按半格读数。对

于多用表的电阻挡,读数时只要保留两位或三位有效数字即
可(也就是说,可以估计一位)。

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3.甲、乙两同学使用欧姆挡测同一个电阻时,他们都把选
择开关旋到“×100”挡,并能正确操作。他们发现指针偏 角太小,于是甲把选择开关旋到“×1 k”挡,乙把选择开 关旋到“×10”挡,但乙重新调零,而甲没有重新调零, 则以下说法正确的是 ( )

A.甲选挡错误,而操作正确
B.乙选挡正确,而操作错误 C.甲选挡错误,操作也错误 D.乙选挡错误,而操作正确

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解析:选“×100”挡时,指针偏角太小,说明电阻值较大, 应换高倍率的“×1 k”挡,但换挡后必须重新调零,则选 项D正确。 答案:D

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