高中物理-多用电表讲义

高二物理——多用表总结讲义【本讲主要内容】多用表的原理及使用【知识点精析】1. 欧姆表的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，比用伏安法测电阻要方便得多。

原理如图所示调零时，内R E R r R E I g g =++=（表头的满偏电流） 测量时，xR R E I +=内 在使用欧姆挡测电阻时，应注意一下几点：1) 进行欧姆调零时，其中的调零电阻的选取以能使欧姆表调零时指针满偏为准。

2) 当多用电表未接入电阻时，处于断路状态，即当R x 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无穷大处。

3) 当表头指针半偏时，此时的电阻为R x ，则有xgR R E I +=内2，可以得到x R R =内，此时被测电阻的阻值等于欧姆挡内阻，即中值电阻。

读数时，指针应该在中值电阻左右比较准确。

4)当多用表两表笔直接相连，即R x =0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。

5)只要将对应R x 值的电流刻度 I 改为阻值R x ，即为欧姆表。

6)由于I 与R 的非线性关系，表盘上电流刻度是均匀的，其对应的电阻刻度却是不均匀的，电阻零刻度在电流满偏处。

7)红表笔接欧姆表内部电源负极，而黑表笔接内部电源的正极。

2. 多用电表的使用（1）性能：多用电表，通常叫万用表，它是实际生活中在电器安装、使用、维修过程中必备的常用仪表，多用表具有用途多、量程广、使用方便等优点，它可以用来测量交流电压、直流电压、直流电流和电阻，而且每一种测量又具有多个量程。

虽然使用方便，但是其准确度稍低。

（2）原理：多用电表由一只灵敏的直流电表（表头）与若干元件组成测量电路，每进行一种测量时只使用其中的一部分电路，其他部分不起作用。

①直流电流挡：直流电流挡的几个挡位实际是由同一表头改装而成的几个量程不同的电流表。

测量步骤如下：1)将功能选择开关旋到直流电流挡2)测量时，应使电表与待测电路串联。

3)选择合适的量程，应尽量使指针偏转角度大一些，测量结果比较准确。

4)红表笔插入“+”插孔，黑表笔插入“-”插孔。

测量时使红表笔与电源正极连接，使黑表笔与电源负极连接。

5)指针稳定后才能读数。

根据档位所指的量程以及指针所指的刻度值，读出电流表的示数。

【例】如上图所示使用多用表测量直流电压，当选择为直流“100mA”挡时，所测直流电压为多少毫安？②直流电压挡：直流电压挡的几个挡位实际是由同一表头改装而成的几个量程不同的电压表。

测量步骤如下：1)将功能选择开关旋到直流电压挡。

2)测量时，应使电表与待测电阻或用电器并联。

3)根据待测电压的估计值选择量程。

若难以估计，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，然后根据测量的数值，重新确定适当的量程再进行测量。

4)红表笔插入“+”插孔，黑表笔插入“-”插孔。

测量时使红表笔与电源正极连接，使黑表笔与电源负极连接。

5)指针稳定后才能读数，根据档位所指的量程以及指针所指的刻度值，读出电压表的示数。

【例】如上图所示使用多用表测量直流电压，当选择为直流“50V”挡时，所测直流电压为多少伏？③多用表面板如图所示，由图可知，表盘的上、中、下分别表示欧姆刻度、直流刻度（直流电流和直流电压）、交流刻度等。

直流电流、电压的刻度是均匀的，电压和欧姆挡刻度是不均匀的。

电流表和电压表零刻度线在左侧，最大刻度在右侧，左侧的零刻度线和欧姆表无穷大重合；右侧的最大刻度线和欧姆表零刻度线重合，欧姆表从右向左读数。

④电阻挡使用步骤及注意事项：<1> 用螺丝刀进行机械调零（左侧O ）。

<2> 将功能选择开关旋到电阻挡。

<3> 选挡（选择量程）：选择合适的电阻倍率，以使指针在中央13刻度范围，可用比估计值低1个数量级的倍率，如估计为200 就应该选×10的倍率。

<4> 用调零旋钮（电阻）进行调零（表笔直接接触，指针指右侧零刻度）。

<5> 首先将待测电阻与电源断开，然后将红黑表笔接被测电阻两端进行测量。

<6> 将指针示数乘以倍率得测量值。

<7> 将选择开关扳到“OFF ”挡或者交流电压最高挡。

⑤注意：a. 用欧姆挡测电阻，如果指针偏转角度太小，说明所选倍率太小，应增大倍率，使指针尽可能偏转到表盘的中间位置附近，该位置附近有较高的精度；如果指针偏转角度太大，应减小倍率。

b. 每次换挡后都要重新进行电阻调零。

c. 被测电阻要跟电源及其他元件断开。

（3）使用：多用表的型号很多，但使用方法基本相同，请同学们注意以下两个问题：① 表的盘面上“+”、“一”插孔，表示直流电流挡、直流电压挡的正、负接线柱，因此，不管测什么项目，首先将红表笔插入“+”插孔，将黑表笔插入“一”插孔，那么用直流电流挡、直流电压挡时，电流从红表笔流入，从黑表笔流出。

测电阻时，插入正插孔的红表笔与欧姆挡内电源的负极相连，为负表笔，插入负插孔的黑表笔与欧姆挡内电源的正极相连，为正表笔。

② 测量前，应把选择开头旋到相应项目的适当量程上，读数时要注意挡位与刻度盘的对应，直流电流挡、直流电压挡跟电流表和电压表的使用方法一样。

3、使用欧姆表时应澄清的几个问题1）什么是欧姆表的中值电阻？如图1是欧姆表的测量原理图，虚线框内是欧姆表内部结构（简化），G 是表头，内阻为，电池电动势为E ，内阻为，R 是可变电阻，也叫调零电阻。

当被测电阻接入电路后，流过表头G 的电流： （1）图1因为时，表头电流等于它的满偏电流，把代入（1）式有：（2） 则得，是一定的，每个值对应一个确定的，正是它惟一的决定着表针的位置。

由于当时，，表针恰好指正中，因此又称为欧姆表的中值电阻，其实中值电阻就是欧姆表的内阻。

2）欧姆表刻度为什么是不均匀的？当的值分别为的2、3、4……倍时，电流表的电流I 分别为满偏电流（满刻度）的，即电表指针的偏转角度分别为满偏时的，……，而此时指针在欧姆表刻度盘上的读数分别是，，，……，所以欧姆表的刻度越向左刻度越密，其分布是不均匀的。

3）欧姆表是如何实现换挡的？虽然任何欧姆表的刻度都是从0到欧，但因为越向左边刻度越密，所以当被测电阻很大时，就难以得到准确的读数，要想准确测量，须增大欧姆表的中值电阻，即此时须换挡。

那么欧姆表是如何实现换挡的呢？图2是欧姆表换挡的内部结构示意图，其中虚框2内的电路是欧姆表的调挡电路，通过开关S 与接头1、2、3、4的接触，实现欧姆表的换挡。

这些调挡电阻的关系为，挡位越大，对应的欧姆表的g R r x R xg R R R r E I +++=0=x R g I 0=x R gg R R r E I ++=)2()1(xg g g R R R r R R r I I +++++=g R R r ++x R g I I g x R R r R ++=g I I 21=g R R r ++x R )(g R R r R ++=中g I 51,41,3151,41,31中R 2中R 3中R 4∞x R x R 1234100010010R R R R ===中值电阻就越大，即欧姆表的内阻就越大。

图24）欧姆表是如何实现调零的？在图2中，虚框1内的电路是欧姆表的调零电路，为调零电阻，的一部分电阻（滑片P 右）与表头G 串联后与的另一部分电阻（滑片P 左）并联。

此种调零的方法称为并联调零，实际用的欧姆表大多采用的是并联调零，因为并联调零的方法引起的误差相对要小，设滑片P 左边的电阻为，欧姆表短接时干路中的电流为I ，则通过表头G 的电流③ 当改变欧姆表的中值电阻时，即换挡时，由闭合电路欧姆定律可知，干路中的电流I 会随之发生变化，中值电阻变小，I 变大，中值电阻变大，I 变小，由③式可知，我们可以通过滑动滑片P ，使欧姆表短接时流过表头G 的电流仍为，欧姆表的调零便是这样实现的。

但欧姆调零也是有一定限制的，当中值电阻太大以致干路中的电流，则此时须提高电源电压才能实现欧姆调零。

4、二极管二极管全称晶体二极管，它是用半导体材料制成的电子元件，二极管有二根引线，一根叫正极，一根叫负极，电路元件符号如图所示，当给二极管加上一定的正向电压时，它的电阻值很小，就像一个接通的开关一样，当给二极管加上反向电压时，它的电阻值变得很大，就像断开的开关一样，二极管只允许电流沿一种方向通过，这就是二极管的单向导电性。

在图中符号上箭头的指向表示允许电流通过的方向，用多用电表测量它的电阻时，正向电阻很小，反向电阻很大。

5、用多用电表判断黑盒子问题的分析方法一般电学黑盒中的电学元件包括四种：电源、电阻、二极管和电容。

判断思路如下图：0R 0R 0R 0R R 'I R R R I x g +'=0g I g I I <1．关于多用电表表面上的刻度线，下列说法中不．正确的是( ) A ．直流电流刻度线和直流电压刻度线都是均匀的，可以共用一刻度B ．电阻刻度是不均匀的C ．电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度线相对应D ．电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度线不对应2．用多用电表欧姆挡测电阻，有许多注意事项，下列说法中哪些是错误的( )A ．测量前必须调零，而且每测量一次电阻都要重新调零B ．每次换挡后必须电阻调零C ．待测电阻如果是连接在电路中，应把它先与其他元件断开，再进行测量D ．两个表笔要与待测电阻接触良好才能测得较准确，因此，应当用两手分别将两个表笔与电阻两端紧紧捏在一起3.(2011年金华一中高二测试)在图2－8－11电路中，当合上开关S 后，两个标有“3 V 、1 W ”的灯泡均不发光，用电压表测得U ac ＝U bd ＝6 V ，如果各段导线及接线处均无问题，这说明( )图2－8－11 A ．开关S 未接通B ．灯泡L 2的灯丝断了C ．灯泡L 1的灯丝断了D ．滑动变阻器R 电阻丝断了4．调整欧姆零点后，用“×10”挡测量一个电阻的阻值，发现表针偏转角度极小，那么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 ．为了把电阻值测得更准确些，应换用“×1”挡，重新调整欧姆零点后测量D ．为了把电阻值测得更准确些，应换用“×100”挡，重新调整欧姆零点后测量5．把一个量程为5 mA 的电流表改装成欧姆表R ×1挡，电流表的内阻是50 Ω，电池的电动势是1.5 V ，经过调零之后测电阻，当欧姆表指针指到满偏的34位置时，被测电阻的阻值是( )A ．50 ΩB ．100 ΩC ．16.7 ΩD ．400 Ω6．用多用电表欧姆挡(×100)测试三只二极管，其结果依次如图2－8－12①②③所示，关于二极管的说法正确的是( )图2－8－12A ．①是完好的，且a 端为正极B ．②是完好的，且a 端为正极C ．②是完好的，且b 端为正极D ．③是完好的，且b 端为正极7．(2011年临沂高二检测)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电表，测R时电流从红表笔流出多用电表B．测U、测R电流均从红表笔流入多用电表C．测U、测R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8. (2011年江苏模拟)如图2－8－13中B为电源，R1、R2为电阻，S为电键。