【学习目标】
1.了解欧姆表的内部结构和刻度特点。
2.了解多用电表的基本结构,学会使用多用电表测量电压、电流和电阻。 3.会用多用电表测量二极管的正、反向电阻,判断二极管的正、负极。
【要点梳理】 要点一、欧姆表
1.内部构造:欧姆表是由电流表改装而成的,它的内部主要由表头、电源和调零电阻组成.
2.基本原理
欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的,它的原理如图所示,G是电流表(表头),内阻为Rg,满偏电流Ig,电池的电动势为E,内阻为r,电阻R是可变电阻,也叫调零电阻.
(1)当红、黑表笔相接时(如图甲所示),相当于被测电阻Rx0,调节R的阻值,使
EIg,则表头的指针指到满刻度,所以刻度盘上指针指在满偏处定为刻度的
rRgR(rRgR)零点,是欧姆表的内阻.
(2)当红、黑表笔不接触时(如图乙所示),相当于被测电阻Rx,电流表中没有电流,表头的指针不偏转,此时指针所指的位置是刻度的“”点.
(3)当红、黑表笔间接入被测电阻Rx时(如图丙所示),通过表头的电流
IE.改变Rx,电流I随着改变,每个Rx值都对应一个电流表,在刻度盘
rRgRRx上直接标出与I值对应的Rx,就可以从刻度上直接读出被测电阻的阻值. (4)当RRgRr时,I1Ig,指针半偏,令欧姆表内阻R内RgRr,则当2指针半偏时,表盘的中值电阻R中R内RgRr.
要点诠释:
(1)当欧姆表未接入电阻,处于断路状态,即Rx时,电路中没有电流,指针不偏转,故刻度盘最左端为处.故当电路接入电阻后如果偏角很小。表明被测电阻阻值较大.
(2)当欧姆表表笔直接相连,即Rx0时,表路中电流最大.指针偏满,故电阻零刻度在最右端满偏电流处.
(3)Rx与I是非线性关系,故电阻挡表盘刻度不均匀.从表盘上看,“左密右疏”,电阻零刻度是电流最大刻度,电阻“”刻度是电流零刻度.
要点二、多用电表
1.功能:
多用电表又叫“万用表”,是一种集测量交流与直流电压、电流和电阻等功能于一体的测量仪器,它们共用一个表头.由于它具有用途多、量程广、使用方便等优点,在科学实验、生产实践中得到广泛应用.
2.外部结构:
如图所示是一种多用电表外形图,表的上上半部分为表盘,下半部分是选择开关,周围标有测量功能的区域及量程.将选择开关旋转到电流挡,多用电表内的电流表电路就被接通,选择开关旋转到电压挡或电阻挡,表内的电压表电路或欧姆表电路就被接通.在不使用时,应把选择开关旋到OFF挡,或交流电压最高挡.
要点诠释:除了机械式多用电表,还有数字式多用电表.数字电表的测量值以数字形式直接在液晶显示屏上显示,使用方便.数字式多用电表内部装有电子电路,这样可以使电表对被测电路的影响减到最小,同时还可具有多种其他功能.
要点三、 实验:练习使用多用电表
使用多用电表前应先检查其机械零件.若一开始指针不正对电流的零刻度,应调节多用电表的机械零点调节旋钮,使指针正对零刻度.
1.用多用电表测量小灯泡的电压 (1)将功能选择开关旋到直流电压挡.
(2)根据待测电压的估计值选择量程.如果难以估测待测电压值,应按照从大到小的顺序,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再进行测量.
(3)测量时,用红、黑测试笔使多用电表跟小灯泡L并联,注意使电流从“+”插孔流人多用电表,从“-”插孔流出多用电表,检查无误后再闭合开关S,如图所示.
(4)根据挡位所指的量程以及指针所指的刻度值,读出电压表的示数.
2.用多用电表测量通过小灯泡的电流
(1)多用电表直流电流挡在电流表原理相同,测量时应使电表与待测电路串联.
(2)红表笔插入“+”插孔,黑表笔插入“-”插孔.测量时,使电流从红表笔流入(即红表笔与电源正极相接的一端),从黑表笔流出(即黑表笔与电源负极相接的一端).如图所示.
(3)多用电表直流电流挡是毫安挡,不能测量比较大的电流.
(4)测电流时,选择适当的量程,使表针偏转尽量大一些,测量结果比较准确.
要点诠释:无论测电流还是测电压,都应使指针偏转尽量大一些,测量结果较准确. 3.用多用电表测量定值电阻
(1)首先根据估测电阻的大小选合适挡位,通常按大量程挡向小量程挡顺序选择; (2)电阻调零:两表笔短接,调整调零电阻,使指针指到最大电流处或0Ω处; (3)测量读数:读数时要乘倍率.
(4)用毕选择开关拨离欧姆挡,一般旋至交流电压最高挡或“OFF”挡上.
要点诠释:
1每次换挡后均要重新欧姆调零. ○
○2被测电阻要与电源等其他元件断开.
○3要合理选择挡住(即倍率),使指针尽可能指在中值刻度附近,以减少测量误差. 4.用多用电表测量二极管的正反向电阻 (1)二极管的单向导电性
○1晶体二极管是用半导体材料制成的,它有两个极,一个叫正极,一个叫负极,它的 符号如图:
2晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向).当给二极管○
加正向电压时,它的电阻很小,电路导通(如图甲所示);当给二极管加反向电压时,它的电阻很大,电路截止(如图乙所示).
(2)欧姆表中电流的方向
多用电表做欧姆表用时,电表内部的电源接通,电流从欧姆表的黑表笔流出,经过被测电阻,从红表笔流入.
(3)测二极管的正、反向电阻 ○1测正向电阻
用多用电表的欧姆挡,量程拨到“10Ω”的位置上,将红表笔插入“+”插孔,黑表笔插入“-”插孔,然后两表笔短接进行电阻挡调零后,将黑表笔接触二极管的正极,红表笔接触二极管的负极,稳定后读取示数乘上倍率求出正向电阻R1(如图甲所示).
○2测反向电阻
将多用电表的选择开关旋至高倍率的欧姆挡(例如“1000Ω”),变换挡位之后,需再次把两笔短接调零,将黑表笔接触二极管的负极,红表笔接触二极管的正极,稳定后读取示数乘上倍率(例如1000)求出反向电阻R2(如图乙所示).
要点诠释:
(1)当R1与R2相差很大时,说明二极管质量较好;当R1与R2相差较小时,说明二极管质量不好.如果R1和R2均较小,可能二极管短路;如果R1与R2均较大,可能二极管断路.
(2)实际使用二极管时要辨明它的正、负极.
要点四、多用电表的测量原理和使用
1.多用电表的测量原理
(1)测直流电流和直流电压的原理
这一原理实际上是电路的分流和分压原理,按照下图,将其中的转换开关接1或者2时测直流电流,接3或4时测直流电压,转换开关接5时,测电阻。
(2)多用电表电阻挡(欧姆档)测量电阻原理
多用电表欧姆挡测量电阻电路原理如图所示,当待测电阻R,接入图示电路后形成了
闭合电路,则闭合电路欧姆定律可知,流过表头的电流为:IE.式中r'是R1R'r'rRX和R2串联后与Rg并联的等效电阻,R'是R5和R6串联等效电阻,此式可得
RxErr'R',可见,Rx与I有着一一对应关系,如果在刻度盘上有直接标出与Ix对I应Rx的值,则就能从刻度盘上直接读出待测电阻Rx的值。
(3)多用电表电阻挡(欧姆挡)的刻度 上面R'r'r为欧姆挡的内阻R内,所以IE.
R内Rx 当多用电表未接入电阻时,处于断路状态,即当Rx为无穷大时,电路中没有电流,指针不偏转,故刻度盘最左端为电阻处。
当多用电表两表笔直接相连,即Rx0时,电路中电流最大,指针满偏,故电阻零刻度在最右端满偏电流处,此时:
IXE(IX为表头满偏电流) ① R内 当表头指针半偏时,此时阻值为RX,则有
IXE ② 2R内RX 由①②得:RXR内,即此时被测电阻阻值等于欧姆挡内阻,这时的电阻又叫中值电阻。 由上面的分析可知,在欧姆表的刻度盘上,标出的刻度从零到无穷大,由于I与R的非线性关系,表盘上电流刻度是均匀的,其对应的电阻刻度是不均匀的,电阻越大,在刻度盘上刻度值跨度越大,使得在零值附近和无穷大附近很难准确地读出被测电阻的数值(测量
误差很大了所以欧姆表只能粗略地测电阻)。 要点诠释:
○1测直流电流、直流电压时内部测量电路没有电源,但欧姆挡中有内接电源且红表笔接正接线柱,接电源的负极;黑表笔接负接线柱,接电源的正极。
○2不管用多用电表测什么项目,电流都是从红表笔流入,从黑表笔流出。
○3在中值电阻附近时,指针偏角与Rx的关系比较接近线性,刻度比较均匀,因此在具体测量时,最好使指针位于中央附近,这就是选挡的依据。
2.多用表的使用 (1)使用步骤
○1用螺丝刀轻轻转动多用电表的机械调零旋钮(调整定位螺丝),使指针正对零刻度(电流、电压的零刻度)。
○2选挡:测电流、电压时选择合适的量程;测电阻时选择合适的倍率,以使指针指在中间
1刻度范围。 3 ○3测电阻选用合适的倍率后,用欧姆调零旋钮进行调零(表笔直接接触,指针指右侧电阻零刻度)。
○4将红黑表笔接被测电阻两端进行测量。 ○5将指针示数乘以倍率得测量值。
○6将选择开关扳到OFF或交流电压最高挡。 (2)注意事项
○1使用欧姆表前,首先应估测待测电阻的大小,选择合适的挡位,如果指针偏转角度大小,应增大倍率;如果指针偏转角度太大,应减小倍率。 ○2每次换挡后都要重新进行欧姆调零。 ○3被测电阻要跟电源及其他元件断开。 ○4测电阻时不要用两手同时接触表笔的金属杆。 ○5读数时应将指针示数乘以相应倍率。
要点五、 多用电表的量程(挡位)选取与误差分析
1.测直流电压或直流电流时,首先根据待测电压(或电流)的估计值选择量程.
如果难以估测电压值(或电流值)。应按照从大到小的顺序,先将选择开关旋到最大量程上试测,然后根据测出的值重新确定适当的量程再进行测量.测电压(或电流)时,应使指针尽量指在满刻度的三分之二左右,这时读数较准,测量误差较小.
2.测电阻时,应选取合理的倍率挡 (1)选挡原则:指针越接近中值电阻,读数越精确.因为当RxR内,即被测电阻等于欧姆表内阻时,指针半偏恰好指在中间刻度,所以此时的电阻又叫中值电阻.而在中值电阻附近时,指针偏角与Rx的关系比较接近线性,刻度比较均匀,因此在具体测量时,最好使指针位于中央附近,这就是选挡的依据.
(2)选挡方法:首先应估测待测电阻的大小,选择合适的挡位(通常按大量程挡向小量程挡次序选择).如果选择的挡次不合适,则应重新选挡即换挡,若指针偏角较小,则应选择倍率高一挡的挡次,反之则选低一挡的挡次.每次换挡须重新电阻调零后方可进行测量.实际操作时,若已知待测电阻的数量级,所选挡位是电阻的数量级除以中值电阻的数量级.
3.误差分析
(1)测量值偏大的主要原因可能是表笔与电阻两端接触欠紧而增大接触电阻,或者在连续测量过程中,表笔接触时间过长,引起多用电表内电池电动势下降,内阻增加. (2)测高值电阻时测量值偏小,则可能是人体电阻并入造成的.
(3)欧姆表的刻度是按标准电池标出的,当电池用旧了,电动势和内阻均发生变化,由此会引起测量误差.
要点六、 多用电表的读数方法
在实验中,测量时要按照有效数字的规律来读数.测量仪器的读数规则为:测量误差出现在哪一位,读数就相应读到哪一位,在中学阶段一般可根据测量仪器的最小分度来确定读数误差出现的位置,对于常用的仪器可按下述方法读数.
1.最小分度是“1”的仪器,测量误差出现在下一位,下一位按十分之一估读,如最小刻度是1 mm的刻度尺,测量误差出现在毫米的十分位上,估读到十分之几毫米.量程为
3 A(V)的电流表(电压表)、最小刻度为0.1 A(V),则误差出现在安培(伏特)的百
分位上,即估读到0.01 A(V).
2.最小分度是“2”或“5”的仪器,测量误差出现在同一位上,同一位分别按二分之一或五分之一估读.如学生用的电流表0.6 A量程,最小分度为0.02 A,误差出现在安培的百分位,只读到安培的百分位,估读半小格,不足半小格的舍去,超过半小格的按半小
1、、2、9(例如0.48 A)格估读,以安培为单位读数时,百分位上的数字可能为0、;学生用的电压表15 V量程,最小分度为0.5 V,测量误差出现在伏特的十分位上。只读到伏特
1、、2、9的十分位,估读五分之几小格,以电压为单位读数时,十分位上的数字可能为0、(例如7.5 V).
3.欧姆表的读数:待测电阻的阻值应为表盘读数乘上倍数.为减小读数误差,指针应指表盘靠近中间的部分,否则需换挡,换挡后,需要重新进行欧姆调零.
要点七、 用多用电表判断电路故障
电路故障一般是短路或断路,常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯座短路、电阻器内部断路或接头处接触不良等,检查故障的方法有:
1.电表检测法
(1)电阻为零——两接线柱由无阻导线短接或短路现象.
(2)电压为零有下述可能性:任意两接线柱之间电压均为零——盒内无电源.有的接线柱之间电压为零:①两接线柱中至少有一个与电源断路;②两接线柱之间有电动势代数和为零的反串电池组;③两接线柱间短路.
(3)有充放电现象(欧姆表指针先偏转,然后又回到“”刻度)——两接线柱之间有电容器.
(4)发现电压比正常值大,可能在两接线柱间有断路,而与之并联之外的电路无断路.
2.假设法:
已知电路发生某种故障,寻找故障在何处时,可将整个电路划分为若干部分,然后逐一假设某部分电路发生故障,运用电路知识进行正向推理,推理结果若与题述现象不符合,则故障不在该部分电路;若结果与题述现象符合,则故障可能发生在这部分电路,这样逐一排除,直到找到发生故障的全部可能为止.
【典型例题】
类型一、多用电表的使用
例1.欧姆表是由表头、干电池和调零电阻等串联而成的,有关欧姆表的使用连接,正确的叙述是( )
A.测电阻前要使红黑表笔相接,调节调零电阻,使表头的指针指零 B.红表笔与表内电池正极相连接,黑表笔与表内电池负极相连接 C.红表笔与表内电池负极相连接,黑表笔与表内电池正极相连接 D.测电阻时,表针偏转角度越大,待测电阻值越大
【答案】AC
【解析】每次测量电阻之间都要进行电阻调零,所以A正确。由欧姆表内部结构可知B错,C对;测电阻时,表针偏转角度越大,说明通过表头的电流越大,待测电阻阻值越小,故D错。
【总结升华】了解欧姆表的内部结构和原理是正确使用和操作欧姆表的基础。
举一反三:
【变式1】如图所示为用电表欧姆挡原理的示意图,其中电流表的满偏电流为300μA,内阻rg100Ω。调零电阻最大阻值R50 kΩ,串联的固定电阻R050Ω,电池的电动势
E1.5 V,用它测量电阻Rx。能准确测量阻值范围的是( )
A.30~80 kΩ B.3~8 kΩ C.300~800 kΩ D.30000~8000 kΩ
【答案】B
【解析】用欧姆当测量电阻时,指针指在表盘中央附近时测量结果比较准确。 当电流最大时,由IgE,其中R内为欧姆表的内阻。得 R内 .
R内=E1.5Ω=5000Ω6Ig30010用它测量电阻Rx时,当指针指在表盘中央时
1EIg2R内Rx得
.
Rx2ER内5000ΩIg .
故能准确测量的阻值范围是5kΩ附近。选项B正确。
【总结升华】欧姆表在中值电阻附近测量是比较准确的,根据欧姆表的原理求得中值电阻的阻值是解决本题的关键。
【课堂:多用电表 388571例1】
【变式2】右图中B为电源,R1、R2为电阻.K为电键。现用多用电表测量流过电阻R2的电流。将多用电表的选择开关调至直流电流挡(内阻很小)以后,正确的接法是( )
A 保持K闭合,将红表笔接在a处,黑表笔接在b处 B 保持K闭合,将红表笔接在b处,黑表笔接在a处 C 将K断开,红表笔接在a处,黑表笔接在b处 D 将K断开,红表笔接在b处,黑表笔接在a处 【答案】C
类型二、多用电表的读数
例2. 如图所示,A、B是多用电表在进行不同测量时转换开关分别指示的位置,C是多用表指针在测量时的偏转位置.由此可知图A是________挡,若用此挡测量,指针位置如图C,则读数是________;图B是________挡,若用此挡测量,指针位置如图C,则读数是________.
410Ω 直流电流 5.0 m A【答案】欧姆 1.5
【解析】A图中选择开关指到1 kΩ挡,故读数为15.01 kΩ15 kΩ1.510Ω;B图中选择开关指到直流电流挡,量程是10 mA,而指针正指向表盘中央刻度线,故读数为
5.0 mA.
【总结升华】(1)常用的多用电表的表盘共有三条刻度线,最上面的刻度线的左端标有“”,右端标有“0”,是用于测电阻的,其刻度分布是不均匀的.中间的刻度线是用于测交、直流电流和直流电压的,其刻度分布是均匀的;最下面一条刻度线左侧标有“V”是用于测交流电压的,其刻度分布是不均匀的.
(2)直流电压、直流电流用中间刻度均匀的表头读数,读数时,一方面要注意功能开关的量程,另一方面从表头上选择一组便于读数的标度作为参考来读数.而欧姆表读数时应注意为刻度盘示数与倍率的乘积.
举一反三:
【变式】某同学测量一只未知阻值的电阻.他先用多用电表进行测量,按照正确的步骤操作后,测量的结果如图所示.请你读出其阻值大小为○1___________.为了使多用电表测量的结果更准确,该同学接着应该进行哪些操作?答:○2_________________.
4
【答案】○11.0kΩ ○2见解析
【解析】○1该同学选择的欧姆档档位是“10”挡,而表中刻度盘读数为100,所以所测电阻阻值为1.0kΩ.
2从刻度盘所读读数看,该同学所选欧姆档倍率过小,误差较大,为使测量结果更准○
确,应选倍率更大的档位测时.其后有操作应是:将选择开关打到“100”挡;将两表笔短接,调节调零旋钮,进行欧姆挡调零;再将被电阻接到两表笔之间测量其阻值并读出读数;测量完毕将选择开关打到“OFF”挡.
类型三、多用电表测电阻
例3. 如图所示为一多用电表,S为选择开关,Q为电阻挡调零旋钮.现在要用它检测两个电阻的阻值(图中未画电阻).已知阻值分别为R160Ω,R2470 kΩ,下面提出了在测量过程中一系列可能的操作,请你选出尽可能准确地测定各组值和符合多用电表安全使用规则的各项操作,并且将它们按合理的顺序填写在后面的横线上.
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V1000
F.将两表笔分别接到R1的两端,读出R1的阻值,随后立即断开 G.将两表笔分别接到R2的两端,读出R2的阻值,随后立即断开 H.两表笔短接,调节Q使表针对准电阻挡刻度盘上的0,随后立即断开
所选操作及其顺序为(用字母代号填写):________.(操作步骤可以重复选用)
【答案】AHGDHFE(或DHFAHGE)
【解析】用多用电表测量电阻时,量程的选择以指针指中央附近时读数较准确,由表盘中值示数约为150可知,测R160Ω的电阻时,只能选“1”挡;测R2470 kΩ时,应选择“1 k”挡,并且在每次选定倍率后,都必须将两表笔短接,进行欧姆调零,所以题目中所给操作H需重复选用.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
(V)毕后,功能选择开关必须旋离电阻挡,拨至交流高压挡或“OFF”处,所以合理的操
作顺序为AHGDHFE或DHFAHGE.
【总结升华】(1)在用多用电表电阻挡测电阻时,必须选择合适的量程,以指针指表头的中央附近最准确,结果不要忘记乘以倍率. (2)每次换档时必须重新进行欧姆调零.
(3)测量中,被测电阻必须从电路中隔离出来,且手不能接触表笔的金属杆.
(4)测量完毕后,应将选择开关拨至交流电压最高挡或“OFF”处,以防止电表漏电,如果欧姆表长期不使用,应取出表内电池.
举一反三:
【课堂:多用电表388571 例4 】
【变式】用已调零且选择旋钮指向欧姆档:“10”位置的多用表测某电阻阻值,根据题图所示的表盘,被测电阻阻值为___Ω。若将该表选择旋钮置于1mA挡测电流,表盘如题图所示,则被测电流为___mA。
【答案】 220Ω 0.40 m
类型四、多用电表检测测二极管
例4. 用多用电表欧姆挡(100)测量三只晶体二极管,其结果依次如图A、B、C所示,由图可知,图________中的二极管是好的,该二极管的正极是________端.
【答案】B a
【解析】二极管加正向电压时,电阻值越小越好,但不能为零,否则二极管已被击穿;加反向电压时,电阻值越大越好,但不能无穷大.否则二极管引线断开.由图可知,图A、C二极管都是坏的,图B中二极管是好的,且左边图加的是反向电压,右边图加的是正向电压,由于红表笔插入的是“”测试孔,与内部电池负极相连,故二极管的正极是a端.二极管正向导通时电阻较小,加反向电压时电阻很大.如果正、反向电阻相同,说明它不是二极管或已损坏. 【总结升华】(1)了解二极管的单向导电性,正向电阻很小,反向电阻很大.
(2)注意红表笔与内部电池负极相连,而黑表笔与内部电池正极相连,这是易错的. 【课堂:多用电表388571 例10 】
【变式】实验桌上放着晶体二极管、电阻、电容器各一只,性能均正常,外形十分相似,现将多用表转换开关拨到R100Ω挡,分别测它们的正负电阻加以鉴别;测甲元件时,
R正R反0.5kΩ,测乙元件时,R正0.5kΩ,R反100kΩ,测丙元件时,开始指针偏
转到0.5kΩ,接着读数逐渐增加,最后停在100 kΩ上,则甲、乙、丙三个元件分别是( ) A.电容、电阻、二极管 B.电阻、电容、二极管
C.电阻、二极管、电容 D.二极管、电阻、电容
【答案】C
类型五、用多用电表检测电路故障 【课堂:多用电表388571 例2 】
例5.在如图所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.为了查出断的导线,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,并观察多用表指针的示数.在下列选挡中,符合操作规程的是( )
A.直流10 V挡 B.直流0.5 A挡 C.直流2.5 V挡 D.欧姆挡
【答案】A
【解析】本题旨在考查对多用电表结构、性能、规格及使用规程的掌握和创造性解决实际问题的能力,关键是明确多用电表的使用方法和规程.错误原因是在用直流电流挡时没有估算电路中的最大电流.
根据题中所给条件,首先判定不能选用欧姆挡,因为使用欧姆挡时,被测元件必须与外电路断开.
先考虑电压挡,将黑表笔接在b端,如果指针偏转,说明R1与电源连接的导线断了,此时所测的数据应是电源的电动势6 V,基于这一点,C不能选,否则会烧毁多用电表;如果指针不偏转,说明R1与电源的导线是好的,而R1与R2之间的导线和R2与电源之间的导线其中之一是坏的,再把黑表笔接在c点,如果表头指针偏转,说明R1和R2之间的导线是断的,否则说明R2与电源之间的导线是断的,A项正确.
再考虑电流挡,如果黑表笔接在b端,表针有示数,则说明R1与电源间的导线是断的,此时表头指示数:IE0.4A,没有超过量程,如果指针不偏转,证明R1与电源
R1R2之间的导线是连通的,而R1与R2、R2与电源之间的导线其中之一是断的;黑表笔接在c点时,如果表头指针有示数,证明R1与R2间的导线是断的,此时表头指针示数:
IE1.2A,超过表的量程,故B错误. R2 【总结升华】用电压表测量电路中两点间电压,若电压不为零,则说明这两点与电源的连接完好,断路点就在该两点之间,逐步缩小测量范围,则不难把断路找到;短路的表现是电流不为零而电压为零,用电压表测量指针不偏转即为短路.用多用电表的电压挡或电流挡检测时,应注意红表笔接电势高处,黑表笔接电势低处.
举一反三:
【课堂:多用电表388571 例6 】
【变式】欧姆表电路及刻度盘如图所示,现因表头损坏,换用一个新表头.甲表头满偏电流为原来表头的2倍,内阻与原表头相同;乙表头满偏电流与原表头相同,内阻为原表头的2倍,则换用甲表头和换用乙表头后刻度盘的中值电阻分别为( ).
A.100Ω, B.200Ω, 100Ω 100Ω C.50, D.100, 100 200
【答案】C
【巩固练习】
一、选择题
1.欧姆表是由表头、干电池和调零电阻等串联而成的,有关欧姆表的使用和连接,下列叙述正确的是( )
A.测电阻前要使红、黑表笔相接,调节调零电阻,使表头的指针指零 B.红表笔与表内电池正极相连接,黑表笔与表内电池负极相连接 C.红表笔与表内电池负极相连接,黑表笔与表内电池正极相连接 D.测电阻时,表针偏转角度越大,待测电阻值越大
2.关于多用电表表盘上的欧姆挡刻度线,下列说法中正确的是( ) A.零欧姆刻度线与电流零刻度线重合
B.零欧姆刻度线与电流表满偏电流刻度线重合 C.欧姆刻度是不均匀的,欧姆值越大,刻度线越密 D.欧姆刻度是不均匀的.欧姆值越小,刻度线越密
3.下列说法中正确的是( )
A.欧姆表的每一挡的测量范围都是0~∞
B.用不同挡的欧姆表测量同一电阻的阻值时,误差大小是一样的 C.用欧姆表测电阻,指针越接近刻度盘中央时,误差越大
D.用欧姆表测电阻,选不同量程时,指针越靠近右边误差越小
4.用多用电表测量电阻时,下面注意事项错误的是( )
A.测量电路中某个电阻的阻值时,一定要把该电阻与其他的元件断开后才能测量 B.测量时红、黑表笔不能接错
C.测量时手不要与表笔的金属杆接触
D.测量时要选择适当的量程,应使电表的指针在中央刻度的附近,否则要改变量程,每次更换量程,都要重新进行欧姆调零
5.调零后,用“×10”挡测量一个电阻的阻值,发现表针偏转的角度极小,下列正确的判断和做法是( ) A.这个电阻值很小
B.这个电阻值很大
C.为了把电阻测得更准确一些,应换用“×1”挡,重新调零后再测量 D.为了把电阻测得更准确一些,应换用“×100”挡,重新调零后再测量
6.如图所示是简化的多用电表的电路.转换开关S与不同接点连接,就组成不同的电表,已知R3<R4,下面是几位同学对这一问题的议论,请你判断他们中的正确说法是( )
A.S与1、2连接时,多用电表就成了电流表,且前者量程较大 B.S与3、4连接时,多用电表就成了电流表,且前者量程较大 C.S与3、4连接时,多用电表就成了电压表,且前者量程较大 D.S与5连接时,多用电表就成了欧姆表
7.实验桌上放着晶体二极管、电阻、电容器各一只,性能均正常,外形十分相似.现将多用电表转换开关拨到“×100”挡,分别测它们的正负电阻加以鉴别:测甲元件时,R正=R负=0.5 kΩ;测乙元件时,R正=0.5 kΩ,R反=100 kΩ;测丙元件时,开始指针偏转到0.5 kΩ,接着读数逐渐增大,最后停在100 kΩ上.则甲、乙、丙三个元件分别是 ( ) A.电容、电阻、二极管 B.电阻、电容、二极管 C.电阻、二极管、电容 D.二极管、电阻、电容
二、填空题
8.(1)用多用电表测直流电流时,应把选择开关旋至标有________处,并把多用电表________连接到被测电路中.若测电压时,应把选择开关旋至标有________处,并把多用电表与被测电路________联.测直流电压和电流时,都必须把红表笔接在________处,即电流从________表笔流进.
(2)如图所示的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条线分别表示多用电表指针的指示位置.
①将多用电表选择开关置于“×1”挡,Ⅰ的示数________Ω,Ⅱ的示数________Ω. ②将选择开关置于直流“50 V”挡,Ⅰ的示数为______V,Ⅱ的示数为______V,Ⅲ的示数为______V.
③选择开关置于直流“250 V”挡时,Ⅰ的示数为________V,Ⅱ的示数为________V.
9.如图所示是欧姆表的工作原理图.
(1)若表头的满偏电流为Ig=500μA,干电池的电动势为1.5 V,把灵敏电流表的电流刻度值对应的欧姆表电阻值填在下表中:
电流刻度 0 50μA 100μA 200μA 250μA 300μA 400μA 500μA 电阻刻度 ∞ (2)这只欧姆表的总内阻为________Ω,表针偏转到满刻度的
1时,待测电阻为3________Ω.
10.如图所示是某同学连接的实验实物图,合上开关S后,发现A、B灯都不亮,他采用下列两种方法检查故障:
(1)用多用电表的直流电压挡进行检查:
①那么选择开关应置于下列量程的________挡(用字母序号表示). A.2.5 V B.10 V C.50 V D.250 V
②在测试a、b间直流电压时,红表笔应接触________(填“a”或“b”).
③该同学测试结果如下表所示,根据测试结果,可以判定故障是________(假设只有下列中的某一项有故障).
A.灯A断路 B.灯B短路 测试点 电压示数 C.c、d段断路 D.d、f段断路
a、b 有示数 (2)用欧姆挡检查:
c、b 有示数 ①测试前,应将开关S________(填“断开”或“闭合”).
c、d 无示数 ②测量结果如下表所示,由此可以断定故障是________
d、f 有示数
A.灯A断路 B.灯B断路 C.灯A、B都断路 D.d、e间导线断路
11.如图为一简单欧姆表原理示意图,其中电流表的满偏电流Ig=300μA,内阻Rg=100Ω,可变电阻R的最大阻值为10 kΩ,电池的电动势E=1.5 V,内阻r =0.5Ω,图中与接线柱A相连的表颜色应是________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”).
12.如图为一正在测量中的多用电表表盘.
(1)如果是用×10Ω挡测量电阻,则读数为________Ω.
(2)如果是用直流10 mA挡测量电流,则读数为________mA。 (3)如果是用直流5 V挡测量电压,则读数为________V.
【答案与解析】 一、选择题
1.【答案】AC 【解析】每次测量电阻之前都要进行电阻调零,所以A正确.由欧姆表内部结构可知B错C对.测电阻时,表针偏转角度越大,说明通过表头的电流越大,待测电阻值越小,故D错.
2.【答案】BC
【解析】当将多用电表两表笔短接时,此时测量电阻为零,内部电路的电流值为满偏电流,故B正确.在欧姆表的刻度盘上标出了从0到无穷大的值,显然刻度是不均匀的,当欧姆值越大,对应的数值越大,所以在刻度盘上的刻度线越密,故C正确.因此本题答案为B、C.
3.【答案】A 【解析】根据改装原理,电阻为零对应电流的最大值即满偏值,电阻为∞对应电流为零,因指针表示的电流可从零到最大变化,则电阻可测量的范围为零到∞,且每一挡均可,A正确.使用欧姆表时,指针指中央附近误差较小,用不同挡指针的偏角不同,所以B、C、D均错.
4.【答案】B
【解析】在测量电阻时,被测电阻和表头电路组成闭合电路,因此测量时该电阻一定要与其他元件断开.电阻不存在正负极性问题,故不存在红、黑表笔接错的问题.测量时若手指与表笔的金属杆接触,将会使待测电阻与人体构成并联电路,而使测量值不准确,所以在测量时不准用手接触金属杆.测量时要使指针指在刻度盘的中央附近,只有这样才比较准确;重新选量程,要重新进行欧姆调零,因为不同的量程,对应的测量电路是不一样的.故本题选B.
5.【答案】BD
【解析】用欧姆挡测电阻时,指针指中值附近测量较准确,指针不偏时,对应的电流为零,电阻为无穷大;指针偏转太小,即所测电阻太大,应换用更高倍率的挡,即换挡后重新调零测量,故A、C错误,B、D正确.
6.【答案】AD
【解析】S与1连接时,电阻R1起分流作用,S与2连接时,R1+R2起分流作用,所以,S与1、2连接时,多用电表就成了电流表,由于前者分流电阻小,所以前者量程较大;S与3、4连接时,电流表与分压电阻串联,多用电表就成了电压表,由于R3<R4,所以前者量程较小;S与5接连时,多用电表就成了欧姆表,R6为欧姆挡调零电阻.
7.【答案】C
【解析】电阻特点,正负电阻应相等,甲为电阻;二极管的特点,正向电阻较小,反向电阻很大,乙为二极管;电容的特点,在与电源突然接通时,对电容器充电,指针偏角较大,稳定时电容器为断路,指针偏角较小,故丙为电容器,C对.
二、填空题
8.【答案】(1)mA 串 V 并 高电势 红 (2)①28 36 ②18.0 14.6 8.0 ③90 73
【解析】(1)多用电表测直流电流时,选择开关应置于“mA”挡,且把电表串联接入被测电路中.测电压时,把选择开关置于标有“V”处,且并联在被测电路的两端.因红表笔与表头正接线柱相连,黑表笔与表头负接线柱相连,因此测直流电压和直流电流时,都必须把红表笔接在高电势处,即电流从红表笔进入. (2)多用电表测电流或电压时,只要根据旋钮所指示的量程看表盘相对应的刻度弧线,根据读数规则(一般估读到百分位),直接读出指针指示的读数即可,而欧姆表的刻度指示数乘以旋钮指示的挡位倍率,才是电阻的测量值.
9.【答案】(1)2.7×104Ω 1.2×104Ω 4.5×103Ω 3×103Ω 2×103Ω 750Ω 0 (2)3000 6000
【解析】(1)对应电流“0”刻度和满偏电流“500μA”的电阻刻度分别为“∞”和“0”。由闭合电路欧姆定律得调零时:IgE,所以欧姆表总内阻
RgrR0R内RgrR0μA时,RxEEE3000。测量电阻Rx时:I,RxR内,当I=50IgR内RxI1.543430003103102.710.同理可求出100650101处时,3μA、200μA、250μA、300μA、400μA时,对应的电阻分别为1.2×104Ω、4.5×103Ω、3×103Ω、2×103Ω、750Ω.(2)当表指偏转到满刻度的
RxE1.5R内300650010I3600。0
10.【答案】(1)①B ②a ③D (2)①断开 ②D
【解析】(1)用多用电表的直流电压挡进行测量时,实质上是用电压表测量,而电压表内阻很大,若并联在断路处(设只有一处发生断路)时,电压表示数应为电源的电动势,并联在未断路处时,示数为零.因此,用多用电表的直流电压挡进行检查电路时,电压表的量程必须大于电源的电动势,为了示数明显起见,量程不宜过大.本题中电源的电动势为6 V,故选10 V量程即可.测试时红表笔应接电势高的a点.根据测试结果,a、b间有示数,说明b→电源→a完好;c、b间有示数,说明b→电源→a→c完好;c、d无示数,说明c→灯→d间完好;d、f间有示数,说明f→b→a→c→d完好的,故d、f段断路.(2)用欧姆挡检查时,测试前应首先将开关S断开,根据表针偏转情况,接c、d时有示数,说明不是灯A断路;接e、厂时有示数,说明也不是灯B断路;接d、e间时电阻无穷大,可以断定是d、e间导线断路。
11.【答案】 红 5 变大
【解析】欧姆表中的电流方向是红进黑出.根据题中电流方向可知与A相连的表笔应是红色.由闭合电路欧姆定律可得EIg2(RgRRxr),又有E=Ig(Rg+R+r),联立得
RxE5k.由此推理可知E变小后接入电路,Rx值也变小,故测量结果比原结果大. Ig 12.【答案】(1)60 (2)7.18 (3)3.59
【解析】(1)因为选的是×10Ω挡,所以读数为6.0×10Ω=60Ω.
(2)因为用直流10 mA挡测电流,所以对应下面10 mA挡,读数为7.18 mA(注意从直流刻度区读). (3)用直流5 V挡测时,电压为
7.185V3.59V. 10
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