8 多用电表的原理

导师点睛 要改变欧姆表的测量范围,实现欧姆表的不同倍率,可以通过表头并联 阻值的方法实现。
第1讲 描述运动的第基二本章概念 恒定电流
2 | 多用电表 最简单的多用电表原理 如图所示,分别把电流表、欧姆表、电压表的电路组合在一起,就是最简单的多用 电表的电路。
(1)电流表的改装原理: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)电压表的改装原理: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。 (3)欧姆表的改装原理:内部有电源,将对应Rx的电流刻度值改为电阻值即欧姆表。
0.009
1.5-0.001 (150 1200) Ω=15 Ω,故R2=15 Ω-0.5 Ω=14.5 Ω;题图所示电流为0.60 mA,则
0.01
总电阻为:R总= 1.5 ×103 Ω=2 500 Ω,故待测电阻为:R测=2 500 Ω-1 500 Ω=1 000 Ω,故
0.60
对应的刻度值应为100 Ω。
第1讲 描述运动的基本概念
高中物理 选修3-1 人教版
第1讲 描述运动的第基二本章概念 恒定电流 8 多用电表的原理
1 | 欧姆表 1.内部构造:① 表头 、电源和可变电阻三部分组成。 2.原理:依据② 闭合电路欧姆定律 制成,由电流表改装而成。 3.测量原理:如图所示,当红、黑表笔间接入被测电阻Rx时,通过表头的电流I=③
第1讲 描述运动的第基二本章概念 恒定电流
(1)该实验小组按图甲正确连接好电路。当开关S断开时,将红、黑表笔短接,调节 电阻箱R2= 149.5 Ω,使电流表达到满偏,此时闭合电路的总电阻叫做欧姆表的内 阻R内,则R内= 1 500 Ω,欧姆表的倍率是 ×10 (选填“×1”或“×10”)。 (2)闭合开关S。 第一步:调节电阻箱R2和R3,当R2= 14.5 Ω且R3= 150 Ω时,将红、黑表笔短接, 电流表再次满偏;第二步:在红、黑表笔间接入电阻箱R4,调节R4,当电流表指针指向 如图乙所示的位置时,对应的欧姆表的刻度值为 100 Ω。
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3.外形构造 如图所示,选择开关周围有不同的测量功能区域及量程,选择开关旋到不同的位置, 多用电表内对应的仪表电路被接通,就相当于对应的仪表。在不使用时,应把选择 开关旋转到⑩ OFF 挡或交流电压 最高 挡。
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判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”。 1.欧姆表的内阻是电源内阻、表头内阻和滑动变阻器有效电阻之和。 ( √ ) 2.欧姆表的红表笔接内部电源的正极。 ( ✕ ) 3.多用电表所有刻度线都是均匀的。 ( ✕ ) 4.用多用电表测电压、电流、电阻时电流都是从红表笔流入,从黑表笔流出。 (√) 5.使用多用电表欧姆挡测电阻时,指针摆动角度越大,测量越精准。 ( ✕ )
大,不符合实际,故欧姆表倍率应为“×10”。
(2)为了得到“×1”倍率,应让电流表满偏时对应的电阻为150 Ω,电路中总电流为:I
1= 1.5 A=0.01 A,此时表头中的电流为0.001 A,则与之并联的电阻R3中的电流应为:
150
0.01 A-0.001 A=0.009 A,则R3= 0.001 (150 1 200) Ω=150 Ω,R2+r=
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例题 (★★☆)(多选)如图所示是简化的多用电表的电路图。转换开关S与不同接点连 接,就组成不同的电表,已知R3<R4,下面是几位同学对这一问题的议论,请你判断下 列说法中正确的是 ( AD )
A.S与1或2连接时,多用电表就成了电流表,且前者量程较大 B.S与3或4连接时,多用电表就成了电流表,且前者量程较大 C.S与3或4连接时,多用电表就成了电压表,且前者量程较大 D.S与5连接时,多用电表就成了欧姆表
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解析 S与1连接时,电阻R1起分流作用,S与2连接时,电阻R1+R2起分流作用,所以S与 1或2连接时,多用电表就成了电流表,由于前者分流电阻较小,所以前者量程较大;S 与3或4连接时,表头与分压电阻串联,多用电表就成了电压表,由于R3<R4,所以前者 量程较小;S与5连接时,多用电表就成了欧姆表,R6为欧姆挡调零电阻。综上所述,选 项A、D正确。
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多用电表中电流的流向 红表笔接“+”插孔,黑表笔接“-”插孔。 (1)电流挡串联接入电路,电流从红表笔流进电表,从黑表笔流出。 (2)电压挡并联接入电路,红表笔接高电势点,黑表笔接低电势点,电流仍然是“红 进、黑出”。 (3)使用欧姆挡时,红表笔连接表内电源的负极,黑表笔连接表内电源的正极,电流仍 然是“红进、黑出”。
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1 | 欧姆表原理
1.欧姆表测量电阻的理论依据是闭合电路欧姆定律,所以通过表头的电流为I=
Rx
E R
Rg
r
,Rx与电流I一一对应,故可以将表盘上的电流值改为电阻值,就可以从
表盘上直接读出电阻的数值,这样就制成了一个欧姆表(如图丙)。其中,R叫调零电
阻,R+Rg+r为欧姆表的内阻。
技巧点拨 电表问题,主要是电表的改装。电表的改装,一般分测量电流表内阻、 计算分压或分流电阻的阻值、接入分压或分流电阻、校对改装后的量程四步,所 依据的原理是并联分流和串联分压关系。
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E
E
路欧姆定律知Ig=④ r Rg R ,故欧姆表内电阻R内=r+Rg+R=⑤ Ig 。
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2 | 多用电表 1.用途 共用一个表头,可分别测量电压、电流、⑥ 电阻 等物理量。 2.最简单的多用电表原理图
如图所示,当单刀多掷开关接通1时,可作为⑦ 电流表 使用;接通2时,可作为⑧ 欧姆表 使用;接通3时,可作为⑨ 电压表 使用。
2.当红、黑表笔短接时(如图甲),调节欧姆调零电阻,使电流表指针满偏,所以在电
流满偏处标电阻“0”。当红、黑表笔断开时(如图乙),电流表中电流为零,此时表
笔间电阻无穷大,所以在表盘上电流为零处标电阻“∞”。
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3.I与Rx不成比例,欧姆表的刻度不均匀。 4.欧姆表指针偏角(偏角是指相对零电流位置或左端的“∞”刻度而言的)越大,表 明被测电阻越小。
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解析
(1)由闭合电路欧姆定律可知欧姆表的内阻为:R内=
E Ig
=
1.5 0.001
Ω=1
500
Ω,则电
阻为:R2=R内-R1-Rg-r=1 500 Ω-1 200 Ω-150 Ω-0.5 Ω=149.5 Ω。中值电阻应为1 500 Ω,
根据多用电表的刻度设置可知,表盘上只有两种挡位,若为“×1”,则中值电阻太
E
Rx R Rg r 。改变被测电阻Rx的阻值,电流I随着改变,每个Rx值都对应一个电
流值,在刻度盘上直接标出与I值对应的Rx值,就可以从刻度盘上直接读出被测电阻 的阻值。
第1讲 描述运动的第基二本章概念 恒定电流
4.内阻:将红、黑表笔短接,调节滑动变阻器使电流表达到满偏电流Ig,根据闭合电
5.中值电阻:当外加电阻Rx=r+Rg+R时,电流为I=Rx
E R
Rg
r
1
=2
Ig,此时电流表指针
指在刻度盘的中央,该电阻叫中值电阻。
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例题 (★★☆)某物理兴趣小组设计了如图甲所示的欧姆表电路,通过控制开关S和调节 电阻箱,可使欧姆表具有“×1”和“×10”两种倍率。所用器材如下: A.干电池:电动势E=1.5 V,内阻r=0.5 Ω B.电流表G:满偏电流Ig=1 mA,内阻Rg=150 Ω C.定值电阻R1=1 200 Ω D.电阻箱R2和R3:最大阻值均为999.9 Ω E.电阻箱R4:最大阻值为9 999 Ω F.开关一个,红、黑表笔各1支,导线若干