高中物理实验：多用表的原理和使用

多用表的原理和使用
【知识点】用多用电表测电阻
一、实验原理
当红、黑表笔短接并调节R 使指针满偏时有①当电笔间接入待测电阻R x时，有②
联立①②可得．R
为欧姆表的中值电阻．
中
每一个R x 都有一个对应的电流值I，如果在刻度盘上直接标出与I 对应的R x 的值，那么当红、黑表笔分别接触待测电阻的两端，就可以从表盘上直接读出它的阻值．
二、实验器材
多用电表，标明阻值为几欧、几十欧、几百欧、几千欧的定值电阻各一个，小螺丝刀．
三、实验步骤
1.机械调零，用小螺丝刀旋动定位螺丝使指针指在左端电流零刻度处，并将红、黑表笔分别接入“+”、“﹣”插孔．
2.选挡：选择开关置于欧姆表“×1”挡．
3.短接调零：在表笔短接时调整欧姆挡的调零旋钮使指针指在右端电阻零刻度处，若“欧姆零点”旋钮右旋到底也不能调零，应更换表内电池．
4.测量读数：将表笔搭接在待测电阻两端，读出指示的电阻值并与标定值比较，随即断开表笔．
5.换一个待测电阻，重复以上2、3、4 过程，选择开关所置位置由被测电阻值与中值电阻值共同决定，可置于“×1”或“×10”或“×100”或“×1k”挡．
6.多用电表用完后，将选择开关置于“OFF”挡或交变电压的最高挡，拔出表笔．
四、注意事项
1.多用电表在使用前，应先观察指针是否指在电流表的零刻度，若有偏差，应进行机械调零．
2.测量时手不要接触表笔的金属部分．
3.合理选择量程，使指针尽可能指在中间刻度附近．若指针偏角太大，应改换低挡位；若指针偏角太小，应改换高挡位．每次换挡后均要重新短接调零，读数时应将指针示数乘以挡位倍率．
4.测量完毕后应拔出表笔，选择开头置OFF 挡或交流电压最高挡，电表长期不用时应取出电池，以防电池漏电．
【例题精选】
1.下图为多用电表的表盘，关于多用电表的使用，下列说法正确的是
A.表盘电阻的刻度线不均匀，越靠近右侧刻度线越密集
B.只有测量电阻阻值时，才需要调节指针定位螺丝，使指针指在最左端刻度
C.测量电阻时，假如事先知道电阻的大致阻值，应该选择适当倍率使测量时表针落在刻度盘的中间区域
D.在使用欧姆表中“×100”挡测量电阻阻值时，发现指针非常靠近欧姆零点，应该选择更大倍率档
【答案】C
【解析】
A.欧姆档刻度分布不均匀，越靠近左侧刻度线越密集，故A 错误；
B.无论是测电流、电压，还是测电阻，都要进行机械调零，即是调节指针定位螺丝，使指针指在最左端刻度，故B 错误；
C.为减小测量误差，使用欧姆表测电阻时应应选择合适的挡位，使指针指在表盘中央刻度线附近，故C 正确；
D.在使用欧姆表中“×100”挡测量电阻阻值时，发现指针非常靠近欧姆零点，说明电阻很小，应该选择较小倍率档。

故D 错误。

2.用如图甲所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K 和两个部件S、T。

请根据下列步骤完成电阻测量（请将你的答案相应的字母或文字）填写在空格内：
（1）旋动部件，使指针对准电
流的“0”刻线；
（2）将K 旋转到电阻挡“×100”的位置；
（3）将插入“＋”“－”插孔的表笔短接，
旋动部件，使指针对准电阻的
（填“0 刻线”或“∞刻线”）；
（4）将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小。

为了
得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按的顺序进行操作，再完成读数测量。

A.将K 旋转到电阻挡“×1k”的位置
B.将K 旋转到电阻挡“×10”的位置
C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准
（5）将红、黑笔表分别与待测电路
两端相接触，若电表的读数如图乙所示，
则该电阻的阻值读数应为
Ω。

（6）测量完毕后，要将选择开关旋
转到位置。

【答案】S T 0 刻线ADC 19k OFF
【解析】
（1）[1]．旋动部件S，使指针对准电流的“0”刻线；
（3）[2][3]．将插入“＋”“－”插孔的表笔短接，旋动部件T，使指针对准电阻的0 刻线；
（4）[4]．将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小。

说明倍率档选择过小，为了得到比较准确的测量结果，应选择更大的档位，即“×1k”，并按换挡、调零、测量的步骤，即ADC 的顺序进行操作，再完成读数测量。

（5）[5]．该电阻的阻值读数应为19×1kΩ=19kΩ。

（6）[6]．测量完毕后，要将选择开关旋转到OFF 位置。

3.如图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图．图中E 是电池；R1、R2、R3、R4 和R5 是固定电阻，R6 是可变电阻；表头G 的满偏电流为250 μA，内阻为480 Ω.虚线方框内为换挡开关，A 端和B 端分别与两表笔相连．该多用电表有5 个挡位，5 个挡位为：直流电压1 V 挡和5 V 挡，直流电流1 mA 挡和2.5 mA 挡，欧姆×100 Ω挡．
(1)图(a)中的A 端与（填“红”或“黑”）色表笔相连接．
(2)关于R6 的使用，下列说法正确的是（填正确答案标号）．
A.在使用多用电表之前，调整R6 使电表指针指在表盘左端电流“0” 位置
B.使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6 使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
C.使用电流挡时，调整R6 使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置
(3)根据题给条件可得R1＋R2＝Ω，R4＝Ω.
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示．若此时B 端是与“1”相连的，则多用电表读数为；若此时B 端是与“3”相连的，则读数为；若此时B 端是与“5”相连的，则读数为．（结果均保留3 位有效数字）
【答案】黑 B 160 880 1.47mA 1.10×103 Ω
2.95 V
【解析】
【详解】(1)[1] 欧姆表内置电源正极与
黑表笔相连，负极与红表笔相连，即红
进黑出，A 端与电池正极相连，电流从A
端流出，A 端与黑表笔相连；
(2)[2]由电路图可知R6 只在测量电阻时才接入电路，故其作用只能进行欧姆调零，不能进行机械调零，同时在使用电流档时也不需调节R6 ；
(3)[3] B 端与“1”“2”相连时，该多用电表挡位分别为直流2.5 mA 挡、直流1 mA 挡，如图所示
B I =I +
I
G
r
G
由电表的改装原理可知
解得：R
1
+R
2
=160Ω
端与“2”相连时，有： 2 R
1
+R
2
[4] B 端与“4”相连时，如图所示
多用电表为直流电压 1 V 挡，表头并联部分
电阻：R4 =
U
4
-I
G
r
G
I=880Ω
2
(4)[5] B 端与“1”相连时，电表读数为1.47 mA；
[6]B 端与“3”相连时，多用电表为欧姆×100Ω挡，读数为：
11.0 ⨯100Ω = 1.10 ⨯103 Ω
[7]B 端与“5”相连时，多用电表为直流电压5 V 挡，读数为：
147
⨯ 5V = 2.95V
250
4．(1) 如图甲所示为某多用电表内部简化电路图，作电流表使用时，选择开关S 应接(选填“1”“2”“3”“4”或“5”)量程较大．
(2)某同学想通过多用表的欧姆挡测量量程为3 V 的电压表内阻(如图乙)，主要步骤如下：
① 把选择开关拨到“×100”的欧姆挡上；
② 把两表笔相接触，旋转欧姆调零旋钮，使指针指在电阻零刻度处；
③把红表笔与待测电压表(选填“正”或“负”)接线柱相接，
G
黑表笔与另一接线柱相连，发现这时指针偏转角度很小；
④换用(选填“×10”或“×1k”)欧姆挡重新调零后测量，发现这时指针偏转适中，记下电阻数值；
⑤把选择开关调至，然后拔下表笔，把多用电表放回桌上原处，实验完毕．
【答案】1 负×1 k OFF 挡或交流电压最高挡
【解析】（1）[1]．由图示电路图可知，开关接1、2 时表头与电阻并联，此时多用电表测电流，选择开关接1 时并联分流电阻阻值小，电流表量程大。

（2）③[2]．欧姆表内置电源负极与红表笔相连，把红表笔与待测电压表负接线柱相接，黑表笔与另一接线柱相连；
④[3]．欧姆表指针偏角很小，说明所选挡位太小，为准确测量电阻阻值，应换大挡，换用×1k 欧姆档重新调零后测量。

⑤ [4]．把选择开关调至OFF 挡或交流电压最高挡，然后拔下表笔，把多用电表放回桌上原处，实验完毕．。