多用电表学案

第四节第四节 认识多用电表认识多用电表 目标导航目标导航 1 了解多用电表的结构 会用电阻的串并联知识分析其原理 2 会用多用电表测量电学元件上的电压 电流和电阻等电学量 3 会用多用电表判断二极管的质量和极性 4 会用多用电表查找电路的故障 基础知识疏理基础知识疏理 1 指针式多用电表由 及 等部分构成 它的结构如图甲所示 由图可知 为转换开关 答案答案 表头 测量电路 转换开关 红 黑表笔 中央能旋转的部分 2 多用电表的表头是一个 指针偏到最大角度时对应的电流 Ig叫表头的 表头线圈的电阻 Rg叫 表头的内部结构电路如图乙所示 其中 1 和 2 组成 3 和 4 组成 5 是 S 是 甲 乙 图 2 4 1 答案答案 灵敏电流计 满偏电流 表头内阻 电流表 电压表 欧姆表 转换开关 3 多用电表测量电流 电压时 其刻度盘的刻度数是 的 而测量电阻时刻 度盘上的刻度是 的 这主要是因为指针偏转的角度与电流成 而 待测电阻的阻值与电流不成正比 答案答案 均匀 不均匀 正比 4 用多用电表检查电路的故障时 既可以用测量 的方法 也可以用测 量 的方法 通过分析 就可以确定故障的类型而及时排除 答案答案 电流 电压 电阻 测量结果 重难点分析重难点分析 一 多用电表的使用一 多用电表的使用 欧姆表构造 测量原理 0gx E I RrRR 所以 0 xg E RRrR I 注意 注意 指针偏转的角度与通过表头的电流大小成正 比 但被测电阻的大小与流过表头的电流大小所成 的关系如上 既不成正比 也不成反比 3 使用多用电表时首先应该根据被测物理量将选择开关旋到相应的位置 使用前应先进行 机械调零 用小螺丝刀轻旋调零螺丝 使指针指左端零刻线 使用欧姆挡时 还应进行欧 姆调零 即将红 黑表笔短接 调节欧姆调零旋钮 使指针指右端零刻线处 欧姆挡的使 用 选挡 一般比被测电阻的估计值低一个数量级 如估计值为 200 就应该选 10 的 倍率 调零 将红黑表笔接被测电阻两端进行测量 将指针示数乘以倍率 得测量 值 将选择开关扳到 OFF 或交流电压最高挡 用欧姆挡测电阻 如果指针偏转角度太小 应增大倍率 如果指针偏转角度太大 应减小倍率 二 电表的改装二 电表的改装 1 1 电流表 表头 电流表 表头 小量程的电流表 G 是我们常说的 表头 电流表 G 的主要参数有三个 电流表 G 的电阻 通常叫做电流表的内阻 指针偏转到最大刻度时的电流 叫做电流表 G 的满偏电流 也叫电流表 G 的量程 电流表 G 通过满偏电流时加在它两端的电压叫做满偏电压 也叫电压量程 由 欧姆定律可知 电流表 G 的满偏电流和满偏电压一般都比较小 2 2 电压表的改装 电压表的改装 电流表 G 的电压量程 当改装成量程为 U 的电压表时 应串联一个电阻 R 因为串联电阻有分压 作用 因此叫做分压电阻 如图所示 电压扩大量程的倍数 由串联电路的特点得 解得 即电压扩大量程的倍数为 n 时 需要串联的分压电阻 电压表的总电阻 3 3 电流表的改装 电流表的改装 电流表 G 的量程为 当改装成量程为 I 的电流表时 应并联一个电阻 R 因为并联电阻 R 可以起到分流作用 因此叫 做分流电阻 已知电流表 G 满偏电流为 扩大量程的电流表满 偏电流为 I 如图所示 扩大量程的倍数 由并联电路的特点得 所以 即电流扩大量程的倍数为 n 时 需并联的分流电压为 电流表的总电阻 方法与规律方法与规律 多用电表的使用多用电表的使用 例例 1 1 一多用电表的电阻档有三个 倍率 分别是 1 10 100 用 10 档测量某电阻时 操作步骤正确 发现表头指针偏转角度很小 为了较 准确地进行测量 应换到 档 如果换档后立即用表笔连接待测电阻 进行读数 那么缺少的步骤是 若补上该步骤后测量 表盘 的示数如图 则该电阻的阻值是 答案 100 调零 或重新调零 2 2 103 或 2 2k 思路点拔 利用欧姆表测电阻时 首先应进行选挡 然后欧姆调零 换挡后也要再欧姆 调零 才能进行测量 欧姆表所测电阻阻值等于表盘数值乘以陪率 个性分析 用10挡测电阻时 指针偏角很小说明所测电阻阻值很大 所选量程太小 为较准确地进行测量 应换到100挡 换100挡后要重新欧姆调零 该电阻表盘读数是 22 倍率是100 所以该电阻阻值为 3 102 210022 类题演练类题演练1 1 一位学生使用多用电表测电阻 他在实验中有违反使用规则之处 其主要 实验步骤如下 A 把选择开关扳到 1k的欧姆挡上 B 把表笔插入测试笔插孔中 先把两根表笔相接触 旋转调零旋钮 使指针指在电 阻刻度的零位上 C 把两根表笔分别与某一待测电阻的两端接触 发现这时指针偏转较小 相对电阻 刻度的零刻线 D 换用 100的欧姆挡上 发现这时指针偏转适中 随即记下欧姆数值 E 把表笔从测试笔插孔中拔出后 把多用表放回桌上原处 实验完毕 这个学生在测 量时已注意到 待测电阻与其它元件和电源断开 不用手碰表笔的金属杆 这个学生在实 验中违反了使用规则的地方是 答案答案 换用 100挡后没有再调零 表盘读数应乘倍率 实验完毕选择开关应放在交流电压最高挡 电流表的基本原理的理解电流表的基本原理的理解 例 2 一个电流表的满偏电流 Ig 1 mA 内电阻为 200 现要把它改装成一个量程为 0 5 A 的电流表 则应在电流表上 A 并联一个 0 4 的电阻 B 串联一个 0 4 的电阻 C 并联一个 200 的电阻 D 串联一个 200 的电阻 解析解析 由题中的条件可知 电流表的满偏电压为 Ug IgRg 0 2 V 而改装成一个大量程的电 流表 必须并联一个电阻 由欧姆定律可知 可见 选项 A 正确 4 0 g g II U R并 答案答案 A 温馨提示温馨提示 改装电流表是将原表的两端并联一个小电阻组成 并联电阻的大小可根据原 表和改装表的量程及原表的内阻推算 电压表的基本原理的理解电压表的基本原理的理解 例 3 一个电压表由电流表 G 和电阻 R 串联而成 如图 2 4 2 所示 若在使用中发现 电压表的示数总比准确值稍小一些 采取下列哪种措施可以改进 图 2 4 2 A 在 R 上串联一个比 R 小得多的电阻 B 在 R 上串联一个比 R 大得多的电阻 C 在 R 上并联一个比 R 小得多的电阻 D 在 R 上并联一个比 R 大得多的电阻 解析解析 电压表的读数比准确值稍小一些 表明通过电流表的电流偏小 为了改进 必须提高 流过电流表的电流 可行的方法是减小与表头串联的电阻值 但减小的阻值又不能太大 所以 只能给电阻 R 并联一个比 R 大得多的电阻 选项 D 正确 答案答案 D 温馨提示温馨提示 弄清电压表读数比准确值小的原因是改正的依据 对电压表的结构的了解是 改正实施的关键 同时 还要注意读数只是稍小 改正时要注意力度 欧姆表的原理的理解欧姆表的原理的理解 例 4 一个用满偏电流为 3 mA 的电流表改装而成的欧姆表 调零后用它测量 500 的标准电阻时 指针恰好指在刻度盘的正中间 如用它测量一个未知电阻时 指针指在 1 mA 处 则 被测电阻的阻值为 A 1 000 B 5 000 C 1 500 D 2 000 解析解析 设欧姆表的内阻 R内 由欧姆定律知 500 500 513 内 内内 R R E R E E 1 5 V 选项 A 正确 10001 x x R RR E 内 温馨提示温馨提示 欧姆表的基本原理是电路中的每个电流与外电路的电阻对应 通过直接测电流而 间接测电阻 当表的两个表笔短接时 电路中的电流达到满偏 此时的电阻为欧姆表的内阻 可 利用这一关系进行换算 推出待测电阻的大小 类题演练类题演练 2 2 电流表的内阻 Rg 3k 满偏电流 Ig 100 A 这个电流表能量度的最大 电压 Ug V 要把这个电流表改装成能量度 3V 电压的电压表 那么应在电流表上 联一个阻值 R1 的分压电阻 如果在此基础上 要使这个电压表能量度 15V 的电压 则应在电压表上再串联一个阻值 R2 的分压电阻 解析 解析 电流表改装成电压表需串联一个分压电阻 扩大电 压表的量程 需再串联一个分压电阻 如图 7 3 7 所示 电流表可量度的最大电压 Ug Ig Rg 0 3V 设量程为 U1 3V 时 需串联电阻 R1 Ug IgRg U1 R1 27 设量程为 U2 12V 时 需再串联电阻 R2 U1 Ig R2 U2 R2 120k 例 5 用多用电表探索黑箱内的电学元件 已知黑箱外有 A B C 三只接线柱 黑箱内有一只定值电阻和一个二极管 它们的两 端都直接接在接线柱上 用多用电表依次测三只接线柱间的阻值 结果如下表所示 由此 图 7 3 12 A BC 可以判定黑箱内的结构 在右侧图中画出两元件的连接方式 红表笔CAABCB 黑表笔BCBAAC 阻值 100150502k2 1k100 答案 黑箱内结构如图所示 解析 此题考查用多用电表判定黑箱内的电路结构 考查学生对二极管特 性的掌握情况 考查推理能力 定值电阻阻值与电流方向无关 二极管有 单向导电性 其电阻与电流方向有关 其正向电阻较小 反向电阻很大 电流方向总是从红表笔流入多用电表 因此一定是从黑表笔流入被测电路 的 AB 间电阻与电流方向无关 因此一定是定值电阻 B C 间电阻与电流方向有关 且阻值 比 A C 间的相应阻值小 说明二极管一定直接接在 B C 间且 C 为正极 类题演练类题演练 3 3 用多用电表按正确步骤测量一电学元件 P 的电阻 P 的两端分别为 a b 指针指示位置如下图所示 若 P 是电阻 则通过 P 的电流方向是 为使测量比较精确 应将 选择开关旋到 的倍率挡位上 并要 再进行测量 若 P 是二极管 再交换表笔测量 P 的两端 a b 观察到指针偏转很小 则 端是二极管的正极 要粗略测量多用电表直流 10mA 挡的内阻 阻值 30 50 除此多用电表外 还有下列器材 直流电源一个 电动势 E 约为 A R 1 5V 内阻可忽略不计 电阻一个 阻值 R 130 170 电键一个 导线若干 写出实验的步骤和实验需要的物理量 注明表示这些物理量的符号 用上述测得量表示的此多用电表直流 10mA 档内阻的表达式是 答案 1 重新调零ab 100 2 b 3 实验步骤 用多用电表的直流电压挡测量电源电动势 E 用多用电表的欧姆挡测电阻阻值 R 将多用电表置于直流 10mA 挡 与电阻 R 及电健串联后接在电源两端 合上电健 记下多 用电表读数 I A B C R I E RA 解析 1 明确多用电表的内部结构是解决问题的关键 红表笔接多用电表内部电源的负 极 黑表笔接多用电表内部电源的正极 所以电流从黑表笔流出 从红表笔流入 即通过 P 的电流方向是 b a 测量时指针指在表盘中间读数最准 故应将选择开关旋到 100 挡 且每次换挡后都要重新调零 2 二极管的正向电阻很小 反向电阻很大 故 b 端是二极管的正极 3 见答案 4 用闭合电路欧姆定律求多用电表直流 10mA 挡的内阻 由 得 A R RRIE A R I E RA 过关练习过关练习 1 用多用表测直流电压 U 和电阻 R 时 若红表笔插入正 插孔 则 A 前者 测电压 U 电流从红表笔流入多用表 后者 测电阻 R 电流从红表笔流出 多用表 B 前者电流从红表笔流出多用表 后者电流从红表笔流入多用表 C 前者电流从红表笔流入多用表 后者电流从红表笔流入多用表 D 前者电流从红表笔流出多用表 后者电流从红表笔流出多用表 答案 C 2 关于多用表表面的欧姆挡刻度线 下列说法正确的是 A 零欧姆刻度线与零电流刻度线重合 B 零欧姆刻度线与电流表满偏的刻度线重合 C 欧姆挡表面的刻度线是不均匀的 欧姆值越大 刻度线越密 D 欧姆挡表面的刻度线是不均匀的 欧姆值越小 刻度线越密 答案 BC 3 多用表是电流表 电压表 欧姆表共用一个表头组装而成的 对此下列说法中正确的是 A 无论作电压表 电流表还是欧姆表使用 内部都装有电池 B 无论作电压表 电流表还是欧姆表使用 红表笔的电势总是高于黑表笔的电势 C 无论作电压表 电流表还是欧姆表使用 电流总是从正接线柱流入 从负接线柱流 出 D 以上说法都不正确 答案 C 4 一学生使用多用表测定图 10 5 6 电路中 R1和 R3的阻值 R1 R3 他的主要实 验步骤如下 A 把选择开关扳到 1k 的欧姆挡上 B 把表笔插入测试笔插孔中 进行欧姆调零 C 把两表笔同时与 R1的两端接触 发现这时指针偏转适中 随即记下欧姆数值 D 把选择开关拨到 100 的欧姆挡 把两根表笔同时与 R3的两端接触 指针偏转 适中 随即记下欧姆数值 E 断开电路开关 实验完毕 图 10 5 6 这个学生在两次测量时 每次都不同时用手碰表笔的金属杆 这个学生在实验中违反 了哪些使用规则 答案 答案 1 在 C 步之前 要将 S1和 S2都打开 2 在 D 步中 换挡后要重新进行调零 3 实验完毕后应将选择开关置于空挡 OFF 或交流电压最高挡处 分析 分析 本题所要测量的电阻处于工作电路中 因此需要将电路断开 但只断开 S1是不 行的 如 S2闭合 将多用表表笔置于 R1两端时 测量的阻值是 R2与 R3串联后再与 R1 并联的总电阻 故在测量前应将 S1和 S2都打开 另外 应注意换挡后应重新进行调零 实验完毕后选择开关应处于空挡或交流电压最高挡处 5 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 联接到被测电路中 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 10 5 11 的 三条线分别表示多用电表指针的指示位置 图 10 5 11 将多用电表选择开关置于 1 挡 的示数 的示数 将选择开关置于直流 50 V 挡 的示数为 V 的示数为 V 的示数 为 V 选择开关置于直流 250 V 挡时 示数为 V 的示数为 V 答案 答案 1 mA 串 V 并 电势高 红 2 24 36 25 0 20 0 10 0 125 100 分析 分析 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 且并联于被测电路两端 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 红表笔接在电势高处 即电流从红表笔进入 2 多用表测电流或电压时 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 乘以旋钮指示的挡次倍率 才是电阻的测量值 能力提高能力提高 6 一个标有 220 V 60 W 的白炽灯泡 当用多用电表的欧姆挡去测量它的电阻时 其阻值 A 接近于 807 B 接近于 3 7 C 明显大于 807 D 明显小于 807 答案 D 解题思路 由 R 807 求出的这一电阻是灯泡正常发光时的热 60 2202 2 P U 态电阻 用多用电表的欧姆挡测得的它的阻值是不发光时的冷态电阻 所以测量值明 显小于计算值 7 用欧姆表 10 挡测量一个电阻 调零后测量时 发现指针的偏转角度很小 下 列说法正确的是 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些 应换用 100 挡 重新调零后再测量 答案 D 解题思路 欧姆表测电阻为了减小误差 应使指针指在表盘中央附近 因此为了使 偏角增大 应使表针的读数减小 故应扩大其倍率值 应选用 100 挡 8 如果收音机不能正常工作 需要判断干电池是否已经报废 可取出一节干电池用多 用表来测量它的电动势 下列步骤中正确的是 把多用表的选择开关置于交流 500 V 挡或置于 OFF 挡 把多用表的红表笔和干电池的正极接触 黑表笔与负极接触 把多用表的红表笔和干电池的负极接触 黑表笔与正极接触 在表盘上读出电压 把多用表的选择开关置于直流 25 V 挡 把多用表的选择开关置于直流 5 V 挡 A B C D 答案 D 解题思路 用久的废电池内阻过大 电动势下降 可用多用表的直流电压挡测电动 势 如果示数明显小于 1 5 V 则说明该电池已报废 在电压挡选取时 应使用 5 V 挡 这样 可较为准确地读数 在测量时 应使黑表笔接电源负极 红表笔接电源正极 测量完毕后 应 使选择开关置于交流 500 V 挡或 OFF 挡 9 07 海南 图 中电源电动势为 内阻可忽略不计 电 流表具有一定的内阻 电压表的内阻不是无限大 为 单刀双掷开关 为待测电阻 当 向电压表一侧闭合时 电 压表读数为 U1 电流表读数为 I1 当 向 一侧闭合时 电流 表读数为 I2 根据已知条件与测量数据 可以得出待测电阻 根据图 所给出的电路 在图 的各器件实物 图之间画出连接的导线 解析 1 1 2 I UE I E R 连线如图 10 在做 测定金属的电阻率 的实验时 有位同学按图 10 5 13 所示电路进行接 线 他共用 7 根导线 ab cd ef ff e d d c b a 由于混进了一根内部 断开的导线 所以当他合上开关 S 后 无论怎样移动滑动变阻器的滑片 电压表读数都约 为 4 5 V 电流表读数接近零 图 10 5 13 1 根据上述现象可判断出是导线 或 断开 2 若他用多用电表的直流电压挡进行检查 合上开关 S 那么选择开关最好置于 填序号 挡 A 1 V B 5 V C 25 V D 250 V 接下来在测量 ff 间直流电压时 红表笔应接触 端 若测试结果为 4 5 V 则是导线 断开 3 该电路故障能否使用多用电表的欧姆挡进行检查 如不能 说明理由 如能 请写出 操作步骤 答案答案 1 ff e d 2 B f ff 3 可以 步骤 断开电键 S 对多用电表机械调零 使表针停在左端的 0 位置 将多用电表欧姆挡开关拨到最小挡上 将红 黑表笔短接 调整电阻调零旋钮 使指针指在 0 欧处 用红 黑表笔分别接触 f f 与 e d 点 若接触 f f 两点时 欧姆表指针偏转较 大 则 ff 是通路 若欧姆表指针接近于 处或发生很小的偏转 则 ff 是断电路 同 理分析 e d 拔出表笔将选择开关置 OFF 挡或交流电最高挡 分析 分析 1 电压表示数约为电源电动势说明与其并联部分有断路 其他部分无断路才会 使电压表中有微弱的电流流过 因此 可能是导线 ff 或 e d 断开 2 因 4 节电池电动势为4 5 V 为了检测时示数明显最后使选择开关置于5 V 挡 低于5 V 时 易损坏电表 量程过大则电压表偏转不明显 3 参见答案 高考连接高考连接 1 2007 广东理基 广东理基 图所示为伏安法测