8多用電表的原理9實(shí)驗(yàn):練習(xí)使用多用電表1.通過對(duì)歐姆表的討論,進(jìn)一步提高應(yīng)用閉合電路歐姆定律分析問題的能力,知道歐姆表測量電阻的原理。了解歐姆表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和刻度特點(diǎn)。2.了解多用電表的基本結(jié)構(gòu),通過實(shí)際操作學(xué)會(huì)使用多用電表測量電壓、電流和電阻。3.會(huì)用多用電表測量二極管的正、反向電阻,并據(jù)此判斷二極管的正、負(fù)極,會(huì)用多用電表探索簡單黑箱中的電學(xué)元件。歐姆表的紅表筆接內(nèi)部電源的正極還是負(fù)極?提示:紅表筆接內(nèi)部電源的負(fù)極,黑表筆接內(nèi)部電源的正極。2.多用電表(1)多用電表的性能:多用電表具有用途多、量程多、使用方便等優(yōu)點(diǎn),是生產(chǎn)生活中如電器安裝、使用、維修過程必備的常用儀器?？梢杂脕頊y量交流電壓、直流電壓、直流電流、電阻等物理量,而且可以用來判斷電路故障。(2)多用電表的原理:多用電表由一只電流表(表頭)改裝而成,每進(jìn)行一種測量只使用其中一部分電路,其他部分不起作用。是通過一個(gè)或兩個(gè)多功能旋轉(zhuǎn)開關(guān)來改變內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)的。用多用電表測電流時(shí),把旋轉(zhuǎn)開關(guān)旋到電流擋的合適擋位,內(nèi)部的電流表電路就被接通,開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電壓擋或電阻擋,表內(nèi)電壓表電路或歐姆表電路就被接通。3.實(shí)驗(yàn):多用電表的使用(1)用多用電表測量電壓。測交流電壓時(shí),將選擇開關(guān)旋到交流電壓擋的合適擋位上,不需要區(qū)分紅黑表筆,直接并聯(lián)到被測的電路上就可以。測量直流電壓時(shí),把選擇開關(guān)旋到直流電壓的合適擋位上,必須區(qū)分紅、黑表筆,紅表筆插正極插孔,接的是表頭的正極;黑表筆插負(fù)極插孔,接的是表頭的負(fù)極。測直流電壓時(shí),紅表筆的接觸點(diǎn)的電勢應(yīng)比黑表筆的高。(2)用多用電表測量電流。將選擇開關(guān)旋到直流電流擋的合適擋位上,紅、黑表筆串入電路測量直流電流時(shí),電流應(yīng)從紅表筆流入電表。使用歐姆表測電阻時(shí),紅表筆接的是表內(nèi)電源的負(fù)極,電流從歐姆表的黑表筆流出,經(jīng)被測電阻從紅表筆流入。(3)用多用電表測量電阻。選擋:估測待測電阻阻值,將選擇開關(guān)撥到適當(dāng)倍率。調(diào)零:將紅、黑兩表筆的金屬部分直接相連(短接),然后調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕,使偏轉(zhuǎn)的指針恰好停在電阻擋刻度線的零刻度處。測量:將紅、黑表筆搭在電阻兩端(電阻要和別的元件或電源斷開)。讀取表盤指針?biāo)浮半娮钃酢笨潭染€的示數(shù),指針?biāo)傅氖緮?shù)乘以選擇開關(guān)所指的倍率,其值就是被測電阻阻值。特別提醒(1)歐姆表的“0”刻度線在刻度盤的最右端,刻度盤的最左端為“”刻度線。(2)歐姆表的紅表筆接內(nèi)部電源的負(fù)極,測量時(shí)電流從黑表筆流出,從紅表筆流入。2.多用電表的測量原理(1)測直流電流和直流電壓的原理。 這一原理實(shí)際上是電路的分流和分壓原理,按照右圖,將其中的轉(zhuǎn)換開關(guān)接1或者2時(shí)測直流電流;接3或4時(shí)測直流電壓。轉(zhuǎn)換開關(guān)接5時(shí),測電阻。測電壓、電流時(shí),則應(yīng)使指針偏角盡可能大,這樣的相對(duì)誤差較小。(3)誤差分析測量值偏大的主要原因可能是表筆與電阻兩端接觸欠緊而增大接觸電阻,或者在連續(xù)測量過程中,表筆接觸時(shí)間過長,引起多用電表內(nèi)電源電動(dòng)勢下降,內(nèi)阻增加。測高值電阻時(shí)測量值偏小,則可能是人體電阻并入造成的。歐姆表的刻度是按標(biāo)準(zhǔn)電池標(biāo)出的,當(dāng)電池用舊了,電動(dòng)勢和內(nèi)阻均發(fā)生變化,由此會(huì)引起測量誤差。特別提醒(1)測電流、電壓時(shí)內(nèi)部測量電路沒有電源,但歐姆擋內(nèi)部電路有電源,所以測電阻時(shí),待測電阻與外部電源以及其他電阻斷開,且不要用手接觸表筆的金屬桿。(2)換用歐姆擋的另一量程時(shí),一定要重新進(jìn)行“歐姆調(diào)零”,才能進(jìn)行測量。(3)指針穩(wěn)定后才能讀數(shù),測電阻時(shí)阻值為表針示數(shù)乘以選擇開關(guān)所指的倍數(shù),電壓、電流的讀數(shù)同樣要看清選擇開關(guān)所選擇的量程。測正向電阻:用多用電表的電阻擋,量程撥到“10”的位置上,將紅表筆插入“+”插孔,黑表筆插入“-”插孔,然后兩表筆短接進(jìn)行電阻擋調(diào)零后,將黑表筆接觸二極管的正極,紅表筆接觸二極管的負(fù)極,穩(wěn)定后讀取示數(shù)乘上倍率求出正向電阻R1。測反向電阻:將多用電表的選擇開關(guān)旋至高倍率的歐姆擋(例如“1k”),變換擋位之后,須再次把兩表筆短接調(diào)零,將黑表筆接觸二極管的負(fù)極,紅表筆接觸二極管的正極,穩(wěn)定后讀取示數(shù)乘上倍率(例如1k)求出反向電阻R2。 (2)電學(xué)黑盒問題分析一般的電學(xué)黑盒子有四種:一是純電阻黑盒,二是純電源黑盒,三是由電阻和電源組成的閉合電路黑盒,四是含電容器、二極管的黑盒。為了根據(jù)對(duì)黑盒外部接線柱的測試結(jié)果判定黑盒內(nèi)部的元件的種類和電路的連接方式,除了應(yīng)熟悉電路的基本規(guī)律之外,還必須善于利用電壓表和多用電表歐姆擋進(jìn)行測試(注意:若要用歐姆表測試前,必須先用電壓表判定盒內(nèi)無電源后,才能進(jìn)行。想一想為什么),并對(duì)結(jié)果作出正確的分析和判斷。判定黑盒內(nèi)元件的依據(jù)如下:電阻為零兩接線柱由無阻導(dǎo)線短接。電壓為零,有下述可能性:任意兩接線柱之間的電壓均為零盒內(nèi)無電源;有的接線柱之間電壓為零:a.兩接線柱由無阻導(dǎo)線短接;b.兩接線柱中至少有一個(gè)與電源斷路;c.兩接線柱之間有電動(dòng)勢代數(shù)和為零的反串電池組。電壓最大兩接線柱間有電源。正向和反向電阻值差很大兩接線柱之間有二極管。有充、放電現(xiàn)象(歐姆表指針先偏轉(zhuǎn),然后又回到“”刻度)兩接線柱之間有電容器。在分析和解答黑盒問題時(shí),還必須注意問題的多解性。因?yàn)椴煌膬?nèi)部結(jié)構(gòu),其外觀表現(xiàn)往往相同,所以不僅答案多種多樣,而且在無條件限制時(shí),還可能有無數(shù)解,“黑盒問題”的這一特點(diǎn),對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的求異思維能力具有特殊的意義。特別提醒解決黑盒電路問題一般采用先假設(shè)后驗(yàn)證的方法。假設(shè)是依據(jù)題中條件進(jìn)行的科學(xué)猜想,而不是漫無目的地胡亂臆測。類型一類型二類型三類型四歐姆表的原理 【例1】 一簡單歐姆表原理示意圖如圖所示,其中電流表的滿偏電流Ig=300 A,內(nèi)阻Rg=100 ,可變電阻R的最大阻值為10 k,電池的電動(dòng)勢E=1.5 V,內(nèi)阻r=0.5 ,圖中與接線柱A相連的表筆顏色應(yīng)是色,按正確使用方法測量電阻Rx的阻值時(shí),指針指在刻度盤的正中央,則Rx= k。若該歐姆表使用一段時(shí)間后,電池電動(dòng)勢變小、內(nèi)阻變大,但此表仍能調(diào)零,按正確使用方法再測上述Rx,其測量結(jié)果與原結(jié)果相比較(選填“變大”“變小”或“不變”)。類型一類型二類型三類型四點(diǎn)撥:歐姆表的原理是閉合電路歐姆定律,將表頭刻度盤上的刻度改刻成對(duì)應(yīng)的被測電阻值,就變成歐姆表的刻度盤。類型一類型二類型三類型四類型一類型二類型三類型四類型一類型二類型三類型四類型一類型二類型三類型四用多用電表測電阻【例2】 (1)用多用電表的歐姆擋測量阻值約為幾十千歐的電阻Rx,以下給出的是可能的操作步驟,其中S為選擇開關(guān),P為歐姆擋調(diào)零旋鈕。把你認(rèn)為正確的步驟前的字母按合理的順序填寫在下面的橫線上。 a.將兩表筆短接,調(diào)節(jié)P使指針對(duì)準(zhǔn)刻度盤上歐姆擋的零刻度,斷開兩表筆b.將兩表筆分別連接到被測電阻的兩端,讀出Rx的阻值后,斷開兩表筆c.旋轉(zhuǎn)S使其尖端對(duì)準(zhǔn)歐姆擋1kd.旋轉(zhuǎn)S使其尖端對(duì)準(zhǔn)歐姆擋100e.旋轉(zhuǎn)S使其尖端對(duì)準(zhǔn)交流500 V擋,并拔出兩表筆類型一類型二類型三類型四類型一類型二類型三類型四 (2)下述關(guān)于用多用表歐姆擋測電阻的說法中正確的是 ()A.測量電阻時(shí),如果指針偏轉(zhuǎn)過大,應(yīng)將選擇開關(guān)S撥至倍率較小的擋位,重新調(diào)零后測量B.測量電阻時(shí),如果紅、黑表筆分別插在負(fù)、正插孔,則會(huì)影響測量結(jié)果C.測量電路中的某個(gè)電阻,應(yīng)該把該電阻與電路斷開D.測量阻值不同的電阻時(shí),都必須重新調(diào)零點(diǎn)撥:一般先選擇較大的擋位粗測,若指針偏角大,則電阻較小;注意每換一次擋都要調(diào)零。類型一類型二類型三類型四解析:(1)測量幾十千歐的電阻Rx,一般選擇較大的擋位先粗測,使用前應(yīng)先進(jìn)行調(diào)零,然后依據(jù)歐姆表的示數(shù),再更換擋位,重新調(diào)零,再進(jìn)行測量;使用完畢應(yīng)將選擇開關(guān)置于OFF位置或者交流電壓最大擋,拔出表筆。歐姆表的示數(shù)乘以相應(yīng)擋位的倍率即為待測電阻的阻值30 k。(2)歐姆擋更換規(guī)律為當(dāng)指針偏角較大時(shí),表明待測電阻較小,應(yīng)換較小的擋位;反之應(yīng)換較大的擋位。電流總是從多用電表的紅表筆流入、從黑表筆流出,每次換擋一定要進(jìn)行歐姆調(diào)零,測量電阻一定要斷電作業(yè)。所以A、C正確。答案:(1)cabe30(2)AC類型一類型二類型三類型四題后反思了解歐姆表的原理和結(jié)構(gòu)是正確使用和操作歐姆表的基礎(chǔ)。類型一類型二類型三類型四類型一類型二類型三類型四點(diǎn)撥:二極管具有單向?qū)щ娦?加正向電壓時(shí),電阻較小,加負(fù)向電壓時(shí),電阻較大。解析:二極管加正向電壓時(shí),電阻值越小越好,但不能為零,否則二極管已被擊穿;加反向電壓時(shí),電阻值越大越好,但不能無窮大,否則二極管引線斷開。由題圖可知,圖A、C二極管都是壞的,圖B中二極管是好的,且左邊圖加的是反向電壓,右邊圖加的是正向電壓,由于紅表筆插入的是“+”測試孔,與內(nèi)部電池負(fù)極相連,故二極管的正極是a端。二極管正向?qū)〞r(shí)電阻較小,加反向電壓時(shí)電阻很大。如果正、反向電阻相同,說明它不是二極管或已損壞。答案:Ba類型一類型二類型三類型四題后反思(1)了解二極管的單向?qū)щ娦?正向電阻很小,反向電阻很大。(2)注意紅表筆與內(nèi)部電池負(fù)極相連,黑表筆與內(nèi)部電池正極相連。類型一類型二類型三類型四類型一類型二類型三類型四類型一類型二類型三類型四題后反思用多用電表探測黑盒內(nèi)的電學(xué)元件及電路結(jié)構(gòu),一般先用電壓擋判斷盒內(nèi)有無電源,在確認(rèn)黑盒內(nèi)沒有電源的情況下,然后再用歐姆擋判斷盒內(nèi)有無二極管和電阻,最后根據(jù)測量數(shù)據(jù)分析盒內(nèi)電學(xué)元件的連接方式。