2021届人教版高考物理一轮复习课件-多用电表的原理与使用

3．误差分析 (1)偶然误差 ①欧姆表的表盘刻度不均匀，估读时易带来误差。 ②由于欧姆表刻度的非线性，表头指针偏转过大或过小都会使误差增 大，因此要选用恰当倍率挡位，使指针指在中值附近。 ③读数时的观察易造成偶然误差，要垂直表盘正对指针读数。 (2)系统误差 ①电池用旧后，电动势会减小，内阻会变大，致使电阻测量值偏大， 要及时换电池。 ②测电流、电压时，由于电表内阻的影响，测得的电流、电压值均小 于真实值。
解析
3．若一多用电表的内部电路如图所示，已知表头 G 的内阻为 400 Ω， 满偏电流为 2 mA；两个电池的电动势分别为 E＝1.5 V，E′＝9 V。
(1)若 R1＝1.0 Ω，R2＝99 Ω，当选择开关置于“1”时，多用电表测量的 是__电__流____(选填“电流”“电压”或“电阻”)，其测量的最大值(量程)为 __1_.0__A___。
[变式子题] 用多用电表的欧姆挡测量一未知电阻的阻值。若将选择倍 率的旋钮拨至“×100”挡时，测量时指针停在刻度盘 0 Ω 附近处，为了提 高测量的精确性，有下列可供选择的步骤：
A．将两根表笔短接 B．将选择开关拨至“×1 k”挡 C．将选择开关拨至“×10”挡 D．将两根表笔分别接触待测电阻的两端，记下读数 E．调节调零电阻，使指针停在 0 Ω 刻线处 F．将选择开关拨至交流电压最高挡
(2)在(1)的条件下，若 R5＝0.92×103 Ω，R6＝9.0×103 Ω，当选择开关 置 于 “6” 时 ， 多 用 电 表 测 量 的 是 __电__压____( 选 填 “ 电 流 ”“ 电 压 ” 或 “ 电 阻”)，其测量的最大值(量程)为__1_0_0_V___。
(3) 当 选 择 开 关 置 于 “3” 时 ， 多 用 电 表 测 量 的 是 __电__阻____( 选 填 “ 电 流”“电压”或“电阻”)；若要测量的是阻值为几千欧姆的电阻，应当把 选择开关置于“____4____”。
(2)外形如图所示，上半部分为表盘，表盘上有电压、电流、电阻等多 种刻度；下半部分为选择开关，它的四周有各种测量项目及对应的量程或 倍率挡。
(3)指针定位螺丝的作用：当通过多用电表中的电流为零时，指针应该 指在 04 __电__流__为__零____的位置，若不指在该位置，则调节指针定位螺丝，使 其指在该位置。
1．[教材母题] (人教版选修 3－1 P69·T2)用表盘为图 2.9－7 所示的多 用电表正确测量了一个 13 Ω 的电阻后，需要继续测量一个阻值大概是 2 kΩ 左右的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，以下哪些操作步骤 是必须的？请选择其中有用的，按操作顺序写出：________。
A．用螺丝刀调节表盘下中间部位的指针定位螺丝，使表针指 0 B．把红表笔和黑表笔接触 C．把选择开关旋转到“×1 k”位置 D．把选择开关旋转到“×100”位置 E．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
R5
和
R6
的最大电流为
I′＝2×10－3
A＋1
0.8 V Ω＋99
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Ω＝0.01
A，测量的最大值
(量程)为 U＝I′(R5＋R6)＋U0＝100 V。
(3)当选择开关置于“3”时，多用电表测量的是电阻；当开关置于“3”时，
中值电阻 R 中＝IE′＝150 Ω，当开关置于“4”时，中值电阻 R 中′＝EI′′＝
1．[教材母题] (人教版选修 3－1 P66·T3)某人把电流表、干电池和一个 定值电阻串联后，两端连接两支测量表笔，做成了一个测量电阻的装置。 两支表笔直接接触时，电流表读数为 5.0 mA，两支表笔与 200 Ω 的电阻连 接时，电流表读数为 3.0 mA。现在把表笔与一个未知电阻连接，电流表读 数为 2.5 mA，这个未知电阻是多大？
的电阻刻度却是 03 __不__均__匀____的。电阻的零刻度在电流满偏处，即表盘刻
度的最 04 __右___端。当 Rx＝ 05 __R__g＋__R__＋__r___时，I＝I2g，指针半偏，所以 欧姆表的内阻等于中值电阻。
二、多用电表原理 1．多用电表内部电路简化如图。
2．多用电表原理及挡位区别 (1)当 S 接 1 时，表头与一电阻串联后再与另一电阻并联；当 S 接 2 时， 表头与两串联后的电阻并联，1 和 2 为电流挡，量程不同， 06 __1__的量程 较大。 (2)当 S 接通 3 或 4 时，接通内部电源，此时为欧姆挡， 07 __4___的倍 率比 08 __3___的倍率高。 (3)当 S 接通 5 或 6 时，表头与电阻串联，此时为电压挡，由于串联的 阻值不同， 09 __6___的量程比 10 __5___的量程大。
(2)将待测元件(额定电压 9 V)、蓄电池、滑动变阻器、电流表、多用电 表、开关及若干导线连接成电路，如图乙所示。添加连线，使电路能测量 该元件完整的伏安特性。
本实验中使用多用电表测电压，多用电表的选择开关应调到 __直__流__电__压__1_0_V__(填“直流电压 10 V”或“直流电压 50 V”)挡。
解析 将红、黑表笔短接，调节调零电阻的阻值，当电流表指针满偏 时 Ig＝Rg＋Er＋R0，欧姆表的内阻 R 内＝Rg＋r＋R0＝IEg＝5×11.50－3 Ω＝300 Ω。
当电流为12Ig 时，有12Ig＝R内＋E Rx1，即 R 内＋Rx1＝2IEg ＝600 Ω，故 Rx1＝ 300 Ω。
当电流为34Ig 时，有34Ig＝R内＋E Rx2，即 R 内＋Rx2＝34IEg＝400 Ω，故 Rx2＝ 100 Ω。
2．利用多用电表测电压、电流和电阻 (1)观察：观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程。 (2)机械调零：检查多用电表的指针是否停在表盘刻度 11 _左___端的零位 置。若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调零。 (3)将两支表笔分别插入“＋”“－”插孔。
(4)测量小灯泡的电压和电流。 ①按如图甲所示的电路图连好电路，将多用电表选择开关置于 12 _直__流__电__压____挡，测小灯泡两端的电压。
第九章 恒定电流
实验专题(十二) 第45 讲 多用电表的原理 与使用
基础命题点一 欧姆表和多用电表的原理
一、欧姆表原理 1．欧姆表内部电路简化如图。
2．欧姆表测电阻阻值的原理：闭合电路欧姆定律。
刻度的标定：
E
(1)红、黑表笔短接，进行欧姆调零时，指针满偏，有 Ig＝ 01 _R__g＋__R__＋__r__。
[变式子题] 如图是一个将电流表改装成欧姆表的示意图，此欧姆表已 经调零，用此欧姆表测一阻值为 R 的电阻时，指针偏转至满刻度的45处。现 用该表测一未知电阻，指针偏转到满刻度的15处，则该电阻的阻值为( )
A．4R
B．5R
C．10R
D．16R
答案
解析 当进行电阻调零时，根据闭合电路的欧姆定律，此时欧姆表满 偏，即 Ig＝RE内。当测量电阻值为 R 的电阻时，有45Ig＝R内E＋R。设待测电阻 的阻值为 Rx，则有I5g＝R内＋E Rx。联立以上各式解得 Rx＝16R，故 D 正确。
欧姆调零旋钮的作用：测电阻时，两表笔短接(即待测电阻为 05 _零__)时， 指针应该指在 06 ____电__阻__为__零__或__电__流__满__偏_______的位置，若不指在该位置， 可调节欧姆调零旋钮使其指在该位置。
(4)红黑表笔：使用时红表笔总插入“ 07 _＋__”插孔；黑表笔总插入 “ 08 _－__” 插 孔 。 不 论 测 什 么 ， 都 要 使 电 流 自 09 __红__表__笔___ 流 入 ， 自 10 __黑__表__笔___流出。
解析
2．为确定某电子元件的电气特性，做如下测量。 (1)用多用电表测量该元件的电阻，选用“×100”倍率的电阻挡测量， 发现多用电表指针偏转过大，因此需选择__×__1_0___(填“×10”或“×1 k”) 倍率的电阻挡，并_重__新__欧__姆__调__零___再进行测量，多用电表的示数如图甲所 示，测量结果为___7_0____ Ω。
解析 (1)当选择开关置于“1”时，表头与 R2 串联后与 R1 并联，多用电 表测量的是电流，设测量的最大值(量程)为 I，则有(400 Ω＋99 Ω)×2×
10－3 A＝(I－2×10－3 A)×1.0 Ω，解得 I＝1.0 A。
(2)表头两端电压 U0＝400×2×10－3 V＝0.8 V，当选择开关置于“6”时， 表头与 R1 和 R2 并联，然后与 R5 和 R6 串联，多用电表测量的是电压，流过
4．注意事项 (1)使用前要机械调零。 (2)两表笔在使用时，电流总是“红进”“黑出”。 (3)选择开关的功能区域，要分清是测电压、电流、电阻，还要分清是 交流还是直流。 (4)电压、电流挡为量程范围挡，欧姆挡为倍率挡。 (5)刻度线有三行：上为电阻专用，中间为电流、电压直流、交流共用， 下为电压交流 2.5 V 专用。
②按如图乙所示的电路图连好电路，将选择开关置于 13 _直__流__电__流___挡， 测量通过小灯泡的电流。
(5)测量定值电阻 ①根据被测电阻的估计阻值，选择合适的挡位，把两表笔短接，观察 指针是否指在欧姆表的“0”刻度，若不指在欧姆表的“0”刻度，调节欧姆调 零旋钮，使指针指在欧姆表的“0”刻度处。 ②将被测电阻接在两表笔之间，待指针稳定后读数。 ③读出指针在刻度盘上所指的数值，用读数乘以所选挡位的 14 _倍__率___， 即得测量结果。 ④ 测 量 完 毕 ， 将 选 择 开 关 置 于 15 ___交__流__电__压__最__高_____ 挡 或 “ 16 __O__F_F____”挡。
解析
2．若某欧姆表表头的满偏电流为 5 mA，内装一节干电池，电动势为 1.5 V，那么该欧姆表的内阻为___3_0_0___ Ω。待测电阻接入红、黑两表笔之 间时，指针指在刻度盘的中央，则待测电阻的阻值为___3_0_0___ Ω。若指针 指在满刻度的34处，则待测电阻的阻值为___1_0_0___ Ω。
将上述必要的步骤选出来，这些必要步骤的合理顺序是 ___C_A_E__D_F____(填写步骤前的代号)；若操作正确，上述 D 步骤中，指针偏 转情况如图所示，则此未知电阻的阻值 Rx＝__1_5_0__Ω__。
解析 用多用电表的欧姆挡测未知电阻时，指针停在中值(中间位置) 附近时测量误差较小，当用“×100”挡测量时，指针停在刻度盘的 0 Ω 附 近，说明该待测电阻的阻值相对该挡比较小，为了提高测量精度，应降低 倍率，用“×10”挡来测量。换挡之后，必须重新欧姆调零，之后再接入 未知电阻进行测量和读取数据，测后暂不使用此多用电表，应将选择开关 置于交流电压最高挡，这是为了保证电表不受意外损坏。如下次再使用这 个电表测电流、电压等其他量时，一旦忘了选挡，用交流电压最高挡虽然 测不出正确结果，但不会把电表烧坏。
对应 Rx＝0。 (2)当红黑表笔断开时，I＝0，指针指在最左端，对应 Rx＝∞。
E (3)当红、黑表笔之间接有未知电阻 Rx 时，有 I＝ 02 __R_g_＋__R_＋__r_＋__R_x__，
故每一个未知电阻都对应一个电流值 I。 由于 I 与 Rx 是非线性关系，表盘上的电流刻度是均匀的，所以其对应
900 Ω，若要测量的是阻值为几千欧姆的大电阻，多用电表中值电阻应该为
几千欧姆，所以应当把选择开关置于 4。
解析
基础命题点二 多用电表的使用
1．多用电表简介 (1)多用电表可以用来测 01 __电__压__、02 __电__流__、03 __电__阻___等，并且测 电压和电流时有多个量程可选择，测电阻时有多个倍率挡可选择。
(6)测电阻时 ①待测电阻与电路、电源一定要断开。 ②两手一定不要同时接触两表笔金属杆。 ③指针指中值附近较准，不能指在中值附近时换挡。 ④每换一挡必须重新欧姆调零。 ⑤读出示数要乘以倍率才为电阻阻值。 (7)测电学黑箱时，一定要先用大量程电压挡判断其内部有无电源，无 电源方可用欧姆挡。 (8)使用完毕，选择开关要置于“OFF”挡或交流电压最高挡，长期不用 应取出电池。