第5课时 多用电表 简单的规律电路

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基础知识

1．多用电表的试验原理：

（1）如图7-5-1所示为多用电表外形图，多用电表是一种多量程、多用途的测量交、直流电学量的仪器，可以测量电阻、交直流电压和电流.具体名称如下，①表盘，表盘上有电流、电压、电阻等各种量程的刻度；②选择开关及各种量程；③机械调零螺丝，用于调整电流、电压零点；④欧姆表的调零旋钮，用于调整欧姆零点；⑤表的接线插孔，红表笔插“＋〞孔，黑表笔插“—〞孔.

图7-5-1图7-5-2

（2）欧姆表测电阻的原理是闭合电路的欧姆定律，欧姆表内部结构如图7-5-2所示，其中G为灵敏电流计，满偏电流Ig，线圈电阻Rg，电源电动势E，内阻r，R0为调零电阻.

当红黑表笔短接时，调理R0使指针满偏.

Ig?ERg?r?R0Rg+GEr_R0红黑

当红黑表笔间接电阻Rx时，通过电流表电流

I?ERg?r?R0?RX，

每一个Rx对应一个电流I，在刻度盘上直接标出与I对应的Rx的值，这样即可读出待测电阻阻值，但由上式看出，I与Rx不成比例，故欧姆表刻度不均匀.

当Rx＝Rg＋R0＋r时，I＝Ig/2，指针半偏，所以欧姆表的内阻等于中值电阻，用R中表示.因此Rx与I的对应关系为Rx＝

EI?R中.

（3）欧姆表测电阻时的误差分析

①在用多用电表测量电阻时可能测量值偏大，其主要原因可能是表笔与电阻两端接触欠紧而引入接触电阻，或者在连续测量过程中，表笔接触时间过长，引起电表内电池电动势下降，内阻增加.假使是测量值偏小，则可能是人体电阻并入造成.

②电池老化对欧姆表的影响：一个多用电表的电池已使用很久了，但是转动旋钮时，仍可使表针调至零欧姆刻度，这时测出的电阻值R测与所测电阻的真实值R真相比较R测>R真.

分析如下：

电阻调零时，Ig＝E/R内，

1

测量电阻时，I＝E/(R+R内)，故I＝

EIgE?RxIg?1?IgRxIgE

电池用久后，E减小，由公式可知I随之减小，从而指针指示的电阻刻度值偏大，即R测>R真.

2．简单的规律电路（1）．“与〞门电路①符号

②真值表2．“或〞门电路①符号

②真值表

3．“非〞门电路①符号

输入00110101输出000l输出011l输入00110101输入输出10

②真值表

01

一.欧姆表法测电阻的三个公式

（1）中值电阻计算R中＝E/Ig：欧姆表的中值电阻，即为指针指在刻度盘中间刻度时的待测电阻的值，此值也是欧姆表的内电阻.

在不同的挡位下，欧姆表的内电阻不同，中值电阻也不同，即为R中＝nE/Ig，所以每选一次挡位，都要重新调一次零.（n为所选欧姆挡的倍率）（2）表盘刻度转换式Rx＝(IgI?1)R中：求出中值电阻，然后根据此公式就能将电流表的电流刻度转化为

欧姆表的电阻刻度.依据此公式还可以看出欧姆表盘的刻度排列特点.（3）测量结果读数式Rx＝nR读：此公式即是读数公式，也是选挡的依据.

如图7-5-3所示为欧姆表示意图，Ig＝300μA，rg＝100Ω，调零电阻最大值R＝50KΩ，串联固定电阻R0＝50Ω，E＝1.5V.它能确凿测量的阻值范围是A.30KΩ—80KΩB.3KΩ—8KΩC.300KΩ—80ΩD.30Ω—80Ω

Er●IgR0GR●红表笔Rx黑表笔关于多用电表的使用，以下说法正确的是

A．多用电表的指针达满偏时，被测电阻值最大

B．多用电表的指针指欧姆零点时，说明通过被测电阻的电流最大

图7-5-32

C．测电阻时前，把面板上的选择开关置于相应的欧姆挡上，将两表笔的金属杆直接短路，调整欧姆挡调零旋钮使指针指在电流表的最大刻度处

D．用欧姆表的“×10〞挡，指针指在刻度20~40的正中央，则被测电阻的阻值为30Ω

二．多用电表的使用

1.红表笔代表欧姆表内部电源的负极，黑表笔代表内部电源的正极；

2.与使用电流表、电压表一样，多用电表在使用前要进行机械调零（即观测指针是否指在刻度线左端的零刻度处，若不指零，可用小螺丝刀旋转定位螺丝）；3.使用欧姆挡测电阻时，还要进行“欧姆调零〞，方法是：将选择开关置于欧姆挡（适当量程），将两表笔短接，调整电阻调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位置上；注意：每换一次欧姆挡的量程，都要重新进行欧姆调零.

4.关于欧姆挡量程的选择：使用欧姆挡测电阻时，指针指示在表盘中值电阻左右读数较确凿.如某多用电表欧姆挡R中＝15Ω，当待测电阻约为2KΩ时，应选用“?100〞挡，读数不要忘掉乘以相应的倍率；5.测量时，待测电阻要与电源以及其他电阻断开，且不能用手接触表笔；

6.测量完毕后，要把表笔从测试孔中拔出，并将选择开关置于“OFF〞挡或交流电压最高挡；7.当黑箱内有电源时不能用欧姆挡测量电阻.

关于欧姆表及其使用中的问题，以下说法中正确的是A．表盘上所标明的电阻阻值刻度是均匀的

B．应使待测电阻与其它电学元件断开，并且不能用双手同时接触两表笔金属部分C．每次更换量程都要将两表笔短接，进行欧姆调零

D．为使测量确凿，应使表针指在中值电阻附近，否则应换档E．测量时，若指针偏角较大，应换用倍率较大的档位

F．使用完毕，应将选择开关置于空档OFF，或交流电压最高档

数字式万用表如图7-5-4所示，是近些年发展起来的高科技数码产品，是传统的机械指针式仪

表的更新换代产品，数字表有好多独特的优点，具体表现在：

测量精度高，以型号为“DF930〞普通数字表为例，直流电压和直流电流挡的测量精度为±0.05%，欧姆挡精度为±0.08%，而常用指针式电压表电流表精度只有±2.5%，欧姆挡的精度更低.数字表内阻十分理想，数字表“DF930〞的电压挡所有量程内阻高达10MΩ，而机械指针式电压表内阻一般为几千欧到几十千欧，内电阻高出了2~3个数量级.

今有一块数字万用表“DF930〞、一只滑动变阻器（0~30Ω）、两只开关、导线若干.

利用这些器材，尽量采用简单的方法，测量一节干电池的电动势和内电阻，要求分两步测量，首先测量电动势，待电动势测得之后再测其内电阻.

（1）连接万用表.在如图7-5-5电路中的各个元器件已经连接妥当，数字万用表的一个表笔也已经跟电路相连，请将另一只表笔正确的接入电路.（2）操作步骤：

①将万用表选择开头置于挡，选择适合的量程，断开开关，闭合开关，记录表

图7-5-5数字万用表显示屏选择开关表笔插孔

图7-5-4

aRS1bS2drEc的示数，反复测量屡屡，示数的平均值记为X.

②将万用表选择开头置于挡，选择适合的量程，断开开关，闭合开关，记录表的示数，设它为Y，紧接着进行下面的操作：将万用表选择开关置于挡，选择适合的量程，将开头

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S1与S2都闭合，记录表的示数，设它Z，把Y和对应的Z作为一组数据记录下来，反复测量屡屡得到多组数据.

③即为干电池的电动势.（填“X〞、“Y〞或“Z〞

④内电阻的表达式r＝（用X、Y、Z表示），将步骤测得的多组数据代入公式，求出r的平均值，即为干电池内电阻的值.

三．多用电表探测黑箱内的电学元件

根据不同电学元件的电阻特点进行测量判断1.电阻为零——两接线柱由无阻导线短接.2.电压为零有下述可能性

（1）任意两接线柱之间电压均为零——盒内无电源.（2）有的接线柱之间电压为零.

①或两接线柱中至少有一个与电源断路.

②或两接线柱之间有电动势代数和为零的反串电池组.③或两接线柱间短路.

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.

在分析和解答黑盒问题时，其外观表现往往一致，所以不仅答案多种多样，而且在无条件限制时，还可能有无数多解答.解答步骤如下：

如图7-5-6所示，黑盒有四个接线柱，内有4只阻值均为6Ω的电阻，每只电阻都直接与接线柱相连.测得Rab＝6Ω，Rac＝Rad＝10Ω.Rbc＝Rbd＝Rcd＝4Ω，试画出黑盒内的电路.

acbd

图7-5-6

某同学用多用电表测电阻Rx，所用多用电表的欧姆挡有×1、×10、×100、×1K四挡，他粗测时用×100挡，调零后测量时发现指针偏转角度太小，为了获得较为确凿的测量值，他的正确做法是什么？

训练5

1.如图7-5-8所示中E为电源，R1、R2为电阻，S为开关.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S闭合，将红表笔接在a处，黑表笔接在b处B．保持S闭合，将红表笔接在b处，黑表笔接在a处C．将S断开，红表笔接在a处，黑表笔接在b处D．将S断开，红表笔接在b处，黑表笔接在a处

R1abR2S图7-5-8

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2.某同学在利用多用电表测量一个未知电阻的阻值时，由于第一次选择的欧姆挡不够适合，又改换另一欧姆挡测量，两次测量时电表指针所指的位置如图7-5-9中虚线所示，下面列出这两次测量中的有关操作：A．将两根表笔短接，并调零

B．将两根表笔分别跟被测电阻的两端接触，观测指针的位置C．记录下来指针所示的读数

D．将多用电表面板上旋钮旋到“×100〞挡E．将多用电表面板上旋钮旋到“×10〞挡F．将多用电表面板上旋钮旋到OFF挡

（1）根据上述有关操作将两次的合理试验步骤按顺序写出（用上述操作项目前面的字母表示，且可以重复使用）..（2）该电阻的阻值是.

3.多用电表中“＋〞孔插（红、黑）表笔，电流是从该表笔流（填“进〞或“出〞），欧姆表内部电池的正极是接（填“红〞或“黑〞）表笔的.

4.关于欧姆表及其使用中的问题，以下说法中正确的是（）A．表盘上所标明的电阻阻值刻度是均匀的

B．应使待测电阻与其它电学元件断开，并且不能用双手同时接触两表笔金属部分C．每次更换量程都要将两表笔短接，进行欧姆调零

D．为使测量确凿，应使表针指在中值电阻附近，否则应换档E．测量时，若指针偏角较大，应换用倍率较大的档位

F．使用完毕，应将选择开关置于空档OFF，或交流电压最高档

5.用多用电表测直流电压U和测电阻R时，若红表笔插入多用电表的“＋〞插孔，则（）A．测U时电流从红表笔流入多用表，测R时电流从红表笔流出多用表B．测U和测R时电流均从红表笔流入多用电表C．测U和测R时电流均从红表笔流出多用电表

D．测U时电流从红表笔流出多用电表，测R时电流从红表笔流入多用电表

图7-5-91k50100201006.如图7-5-10所示，黑盒子内各电阻的阻值一致，测得1、2端的电阻R12是1、3端电阻R13的2倍，1、2

端的电阻是1、4端电阻R14的2倍，3、4端的电阻为零，试画出盒内的最简电路图．

2413图7-5-10

5.已知黑箱外有A、B、C三只接线柱如图7-5-12所示，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.由此可以判定黑箱内的结构.

红表笔黑表笔阻值(Ω)B

图7-5-12

ACBAB100AC150BC50CB2kACA2.1kBA100C图7-5-13

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6.多用电表是确定电学元件、检修电学故障的重要仪器，在电子技术中有广泛的应用.如图7-5-14所示，一个盒子外部有四个接线柱A、B、C、D.盒内有三个电学元件和若干导线组成的电