高二多用电表(万用表)深入解析

实验原理

一、多用电表的构造 1．表盘

多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程。

其上半部为表头，表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度如图7－6－1所示； 下半部为选择开关。它的四周刻有各种测量项目和量程。

注意问题：1、欧姆表的调零旋钮，机械调零旋钮和测试表笔的插孔。

2、由于多用电表的测量项目和量程比较多，而表盘的空间有限，所以并不是每

个项目的量程都有专门的标度，

有些标度就属于共用标度，如图中的第二行就是交、直流电流和直流电压共用的标度。

二、工作原理

1．多用电表是电流表、电压表和欧姆表的组合，测电流和电压的原理与电流表和电压表相

同。

(1)直流电流挡：直流电流挡的几个挡位实际是由同一表头并联不同电阻改装而成的几个量程不同的电流表。

(2)直流电压挡：直流电压挡的几个挡位实际是由同一表头串联不同电阻改装而成的几个量程不同的电压表。

图7－6－1

(3)电阻档原理

欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的测量电阻的仪表，可直接读出电阻值，比用伏安法测电阻方便。

调零时Ig＝

E

Rg＋R＋r

测量时I＝

E

Rg＋R＋r

＋Rx

显然：只要将对应Rx值的电流刻度I改为阻值Rx即为欧姆表．

注意：1、由于I与R成非线性关系，表盘上电流刻度是均匀的，其对应的电阻刻度却是不均匀的，电阻的零刻度在电流满偏处（即表恰好与其它表相反）．

2、同时交流电压档的刻度也是不均匀的。（即除了欧姆表、交流电压表的刻度却是不

均匀的，其它三表直流电压、交直流电流表的刻度都是均匀的。）

综合到一个表中见下图所示：

图 2.8-3分别表示电流表、欧姆表、电压表的电路示意图。把它们组合在一起，在图2.8-4的基础上画出最简单得多用电表的电路，并说明转换测量功能。

图7

当场训练：

学生讨论，画电路图。

教师：（投影）教材图2.8-5（如图所示）。

说出那些位置是电流挡、那些位置是电压挡、那些位置是欧姆挡？哪些位置的量程比较大？

学生讨论、代表发言。师生互动、点评。

注意事项

（1）多用电表在使用前，一定要观察指针是否指向电流的零刻度。若有偏差，应调整机械零点；

（2）合理选择电流、电压挡的量程，使指针尽可能指在表盘中央附近；

（3）测电阻时，待测电阻要与别的元件断开，切不要用手接触表笔；

（4）合理选择欧姆挡的量程，使指针尽可能指在表盘中央附近；

（5）换用欧姆档的量程时，一定要重新调整欧姆零点；

（6）要用欧姆档读数时，注意乘以选择开关所指的倍数；

（7）实验完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。长期不用，应将多用电表中的电池取出。

当场训练：

图 2.8-13。两位同学在多用电表用完后，把选择开关放在图示的位置，你认为谁的习惯比较好？

实验步骤

1.观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程．

2．检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置. 若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零．

3．将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔．

4．如图(1)所示连好电路，将多用电表选择开关置于直流电压挡，测小电珠两端的电压．5．如图(2)所示连好电路，将选择开关置于直流电流挡，测量通过小电珠的电流．

6．利用多用电表的欧姆挡测三个定值电阻的阻值，将测量值和真实值进行比较．

7．研究二极管的单向导电性，利用多用电表的欧姆挡测二极管两个引线间的电阻，确定正负极．

8．探索黑箱内的电学元件。

常见测量常识

判断目的应用挡位现象

电源电压挡两接线柱正、反接时均无示数，说明无电源

电阻欧姆挡两接线柱正、反接时示数相同

二极管欧姆挡正接时示数很小，反接时示数很大

电容器欧姆挡指针先指“0 Ω”后逐渐增大到“∞”，且越来越慢电感线圈欧姆挡示数由“∞”逐渐减小到某一较小固定示数

数据处理

1.测电阻时，电阻值等于指针的示数与倍率的乘积．

2．若指针指在两个相邻刻度的中央，如果测电流或电压时，估读数是最小分度的1

2；若

测电阻时，估读数要小于最小分度的1

2

.

注意事项

1.使用多用电表“十二忌” (1)忌不调零就使用多用电表．

(2)忌搞错连接方式，测电压需并联，测电流需串联．

(3)忌搞反直流电流方向，直流电要从正极测试笔流入，从负极测试笔流出．

(4)忌用手接触测试笔的金属杆，特别是在测电阻时，更应注意不要用手接触测试笔的金属杆．

(5)忌用直流电挡位测交流电．

(6)忌不进行欧姆表调零，就用多用电表测电阻值． (7)忌只看读数不乘倍率．

(8)改换欧姆挡量程后，忌不重新调零． (9)忌把电池装反．

(10)忌把电阻同其他电路联在一起进行测量． (11)忌把电池装在多用电表内长期不用．

(12)多用电表不用时，忌选择开关置于欧姆挡．

2．用多用电表测黑箱时，一定要先用电压挡判断其内有无电源，确定无电源后才能使用欧姆挡测量．

3．用多用电表测电流和电压时，要先选择量程再进行测量，且不要把量程当成倍率．

常见问题探究：

1、欧姆表的中值电阻与内阻有何关系？由此解释为何每次欧姆表换挡都要调零．

[提示] 由Ig＝E

R内

，

Ig 2＝

E

R内＋R中

，解得R内＝R中，即中值电阻等于欧姆表的内阻．

若换用不同的挡时，其中值电阻都是不同的，欧姆表对应的内阻也不相同．因此，在不同的挡位时，只有重新调零才能使指针指在满偏位置．

2、二极管的单向导电性

二极管是用半导体材料制成的电子元件，它有两个引线，一根叫正极，另一根叫负极，二极管的表示符号是，当二极管的正极接高电势点、负极接低电势点，即加正向电压时，二极管电阻很小(与加反向电压比较)，处于导通状态，相当于一个接通的开关；当给二极管加反向电压时，二极管的电阻无穷大，相当于一个断开的开关，这种特性叫二极管的单向导电性，已被广泛应用．