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第四节认识多用电表1．以下说法中正确的是()A．在外电路和电源内部，正电荷都受静电力作用，所以能不断定向移动形成电流B．静电力与非静电力都可以使电荷移动，所以本质上都是使电荷的电势能减少C．在电源内部正电荷能从负极到正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力D．静电力移动电荷做功电势能减少，非静电力移动电荷做功电势能增加【答案】D【解析】在电源内部非静电力做功使电荷的电势能增加，引出了电动势的概念来描述非静电力做功的本领，而静电力移动电荷做正功的过程使电势能减少，故D正确．2．将一个电动势为3V，内阻不能忽略的电池两端接一电阻R，当有1C的电荷通过电阻R时，在R上产生的热量()A．大于3JB．小于3JC．等于3JD．内阻未知，无法确定【答案】B【解析】根据W＝qU＝3J，而W为内阻r和外电阻R上产生的热量之和，故R上产生的热量小于3J．3．如图所示，用两节干电池点亮几只小灯泡，当逐一闭合开关，接入灯泡增多时，以下说法错误的是()A．灯少时各灯较亮，灯多时各灯较暗B．灯多时各灯两端的电压较低C．灯多时通过电池的电流较大D．灯多时通过各灯的电流较大【答案】D一、多用电表的构造原理1．功能分类：多用电表能够测量______、______及_____，可分为______式和______式两大类．电流电压电阻指针数字2．基本构造(1)外部结构如图所示，表的上半部分为______，下半部分是__________，周围标有测量功能的区域及量程．将选择开关旋转到电流挡，多用电表内的电流表电路就被接通，选择开关旋转到电压挡或电阻挡，表内的______________或欧姆表电路就被接通．在不使用时，应把选择开关旋到________挡，或交流电压最高挡．表盘选择开关电压表电路OFF(2)内部表头是一个______电流表，Ig为______电流，Rg为表头内阻，将选择开关旋转到电流挡、电压挡或电阻挡，表内的相应电路即被接通．灵敏满偏3．测量原理如图(1)当S接通1或2时，表头与电阻并联，所以1、2为______挡，由于并联电阻阻值的大小不同，量程也不同，1的量程较大．(2)当S接通3或4时，接通内部电源，此时为______挡，4的倍率比3的倍率高．(3)当S接通5或6时，表头与电阻串联，此时为______挡，由于串联电阻的阻值不同，6的量程比5的量程大．电流欧姆电压二、多用电表的使用1．使用多用电表前，应检查指针是否停在刻度线左端的“0”位置．如果没有停在“0”位置，要用螺丝刀轻轻转动机械调零旋钮，使指针指零，再将红、黑测试表笔分别插入“＋”“－”插孔．2．测量直流电压实验步骤：(1)将功能选择开关旋转到直流电压挡．(2)根据待测电压的估计值选择量程．如果难以估测待测电压值，应按照由大到小的顺序，先将选择开关旋转到最大量程上试测，然后根据测量出的数值，重新确定适当的量程进行测量．(3)测量时，用红黑测试表笔使多用电表跟小灯泡L并联，注意使电流从“＋”插孔流入多用电表，从“－”插孔流出多用电表，检查无误后再闭合开关S．(4)根据挡位所指的量程以及指针所指的刻度值，读出电压表的示数．3．测量直流电流按照下图连接电路，仿照电压的测量步骤进行测量．4．测量电阻测量电阻时要注意：改变电阻挡的倍率时，需要重新调整欧姆调零旋钮．电阻挡有若干个倍率挡位，分别标有“×1”“×10”“×100”……意思是指针示数乘以相应的倍率，就是所测得的电阻值．【特别提醒】(1)测量功能区域电压挡和电流挡对应的数值，表示电压表或电流表的量程，电阻挡对应的数值表示倍率．(2)读数时，要读取跟功能选择开关挡位相对应的刻度值．(3)在不使用时，应该把选择开关旋转到OFF挡或交流电压最高挡．三、二极管的特性及正负极的判断方法1．二极管具有单向导电性，当给二极管加一定的正向电压时，它的电阻值很小；当给二极管加上反向电压时，它的电阻值变得很大．2．用多用电表的电阻挡，量程拨到“×100”或“×1k”的位置上，将红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“－”插孔．然后两表笔短接进行电阻挡调零后分别接二极管的两极，稳定后读取示数乘上倍率求出电阻R1；再将两表笔反过来连接二极管的两极，同理结合读数求出电阻R2.当R1与R2相差很大时，说明二极管质量较好；当R1与R2相差较小时，说明二极管质量不好．如果R1与R2均较小，可能二极管短路；如果R1与R2均较大，可能二极管断路．3．在两次测量电阻差别明显的前提下，据红表笔与电表内部电源负极一端相连，黑表笔与电源正极一端相连知，电流从黑表笔流出，所以对测得电阻较小的那一次，与黑表笔相接的极为二极管的正极，与红表笔相接的极为二极管的负极．家电维修人员利用一个多用电表，便能查出电器发生故障的原因和位置，你知道他是怎么用的吗？【答案】多用电表可以测电流、电压和电阻，根据这些量的不同，判断故障的原因和位置．一、将表头改装成电压表1．原理：表头G的额定电压Ug较小，如果用于测电压，其量程太小，要想测量较大的电压，可以给电流表串联一个电阻R，分担一部分电压，R称为分压电阻，如图所示．电表的改装2．分压电阻的计算由串联电路的特点得UgRg＝UR＋Rg，得R＝UUg－1Rg.若电压扩大量程的倍数n＝UUg，则R＝(n－1)Rg．【特别提醒】(1)电压表内阻RV＝R＋Rg，且电压表量程越大，电压表内阻越大．(2)改装后的电压表读数是测量电路两端的电压，但表头的实际电压为Rg分得的电压．二、把小量程的表头改装成大量程的电流表1．原理：要测量比较大的电流，可以给电流表并联一个分流电阻，即扩大了电流表的量程，如图所示．2．分流电阻的计算由并联电路特点得(I－Ig)R＝IgRg，即R＝IgI－IgRg＝1IIg－1Rg．若电流表扩大量程的倍数n＝IIg，则R＝1n－1Rg．【特别提醒】(1)电流表内阻RA＝RgRR＋Rg＝Rgn，且电流表量程越大，电流表内阻越小．(2)改装后的电流表读数是测量电路的电流，不是通过表头○G的电流．例1某电流表内阻Rg为200Ω，满偏电流Ig为2mA，如图甲、乙改装成量程为0.1A和1A的两个量程的电流表，试求在图甲、乙两种情况下，R1和R2各为多少？解析：本题考查电流表的构造及原理，可根据并联电路的特点求解R1、R2.按图甲接法，由并联电路中电流跟电阻成反比，可得R1＝IgI－IgRg＝2×10－30.1－2×10－3×200Ω＝4.08Ω，R2＝IgI－IgRg＝2×10－31－2×10－3×200Ω＝0.4Ω，按图乙接法，量程为1A时，R2和Rg串联后再与R1并联；量程为0.1A时，R1和R2串联后再与Rg并联，分别得Ig(Rg＋R2)＝(1－Ig)R1，IgRg＝(0.1－Ig)(R1＋R2)，解得R1≈0.41Ω，R2≈3.67Ω．答案：见解析►题后反思并联分流是把小量程电流表改装成大量程电流表的基本方法，但改装的方法有所不同．1．电流表的内阻Rg＝3kΩ，满偏电流Ig＝100μA，这个电流表能测量的最大电压Ug＝________V，要把这个电流表改装为能测量3V电压的电压表，那么应在电流表上________联一个阻值R1＝________kΩ的分压电阻．如果在这基础上，要使这个电压表能量度15V的电压，则应在电压表上再________联一个阻值R2＝________kΩ的分压电阻．【解析】本题考查电压表的构造及原理，根据串联分压可求得电阻R1、R2．电流表改装成电压表需串联一个分压电阻，扩大电压表的量程，需再串联一个分压电阻，如图所示．(1)电流表可测量的最大电压Ug＝IgRg＝0.3V．(2)设量程为U1＝3V时，需串联电阻R1因为Ug＋IgR1＝U1，所以R1＝U1－UgIg＝3－0.3100×10－6Ω＝27kΩ．(3)设量程为U2＝15V时，需要串联电阻R2，因为U1＋IgR2＝U2，所以R2＝U2－U1Ig＝15－3100×10－6Ω＝120kΩ．【答案】0.3串27串120一、注意事项1．由于使用多用电表时不管测量项目是什么，电流都要从电表的“＋”插孔(红表笔)流入，从“－”插孔(黑表笔)流出．使用欧姆挡时，多用电表内部电池的正极接的是黑表笔，负极接的是红表笔，测量直流电压和电流时，红表笔应该接高电势，黑表笔接低电势．多用电表的使用注意事项及误差分析2．要区分开“机械零点”与“欧姆零点”．“机械零点”使指针指在表盘刻度左侧“0”位置，调整的是表盘下边中间的定位螺丝；“欧姆零点”使指针指在表盘刻度的右侧电阻刻度“0”位置，调整的是欧姆挡的调零旋钮．3．合理选择欧姆挡的倍率，使指针尽量在表盘中间位置附近．4．测电阻时每变换一次挡位，都要重新进行欧姆调零．5．由于欧姆表盘难以估读，测量结果只需取两位有效数字，读数时不要忘记乘上相应挡位的倍率．6．测量待测电阻的阻值时，待测电阻要跟其他元件和电源断开，否则不但影响测量结果，甚至可能会损坏电表．7．用多用电表测黑箱时，一定要先用电压挡判断其内部有无电源，确认无电源后才能使用欧姆挡测量．二、误差分析1．欧姆表刻度不均匀造成误差．2．多用电表内电池用旧了，电动势下降带来误差．3．测量值偏大的原因可能是表笔和电阻两端接触过松而使测量端的接触电阻变大．4．测量值偏小可能是人体电阻并入测量端造成的．例2如图所示为多用电表的示意图，试回答下列问题：(1)当选择开关位置旋至“mA”挡中的“10”挡位时，则测量的是__________________．(2)当选择开关位置旋至“V”挡中的“50”挡位时，则测量的是_________________．(3)当选择开关位置旋至“Ω”挡中的“×100”挡位时，则测量的是__________________(4)当选择开关位置旋至“Ω”挡中的“×100”挡位时，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么正确的操作步骤依次是①____________，②______________，③________．(5)无论用多用电表进行何种(直流)操作测量，电流都应该是从________表笔经________插孔流入电表．解析：本题考查利用多用电表测量电流、电压和电阻，弄清选择开关所处的挡位及读数规则是正确读数的前提．由于测电阻的原理和测电流、电压的原理不同，当选择开关在此区域时，对应的数值是倍率，而不是量程．当然，倍率越大，测量的电阻也就越大；倍率越小，测量的电阻就越小．由于测量电阻是根据闭合电路的欧姆定律，每次换挡位时，都会改变闭合电路的阻值，因此换挡后必须重新进行欧姆调零．多用电表在测量时，要求红表笔要插入“＋”插孔，黑表笔要插入“－”插孔，这样，红表笔在测量电路中，电流应从此处流入或接电势高的点．答案：(1)量程为0～10mA的直流电流(2)量程为0～50V的直流电压(3)电阻大小等于读数“×100”(4)①换挡位“×1k”②将表笔短接重新进行欧姆调零③将电阻与其他元件断开后可进行测量(5)红正例3要测量一只量程已知的电压表的内阻，所备器材如下：A．待测电压表V(量程3V，内阻未知)B．电流表A(量程3A，内阻0.01Ω)C．定值电阻R(阻值2kΩ，额定电流50mA)D．蓄电池E(电动势略小于3V，内阻不计)E．多用电表F．开关K1、K2，导线若干有一同学利用上面所给器材，进行如下实验操作：(1)首先，用多用电表进行粗测，选用“×100”挡，操作方法正确．若这时刻度盘上的指针位置如图所示，则测量的结果是________Ω．(2)为了更精确地测出此电压表内阻，该同学设计了如图所示的甲、乙实验电路，你认为其中较合理的电路图是________，其理由是__________________．甲乙(3)在图中，根据你选择的电路图把实物连接好．(4)用你选择的电路进行实验时，请简述实验步骤：________________；用上述所测量的符号表示电压表的内阻RV＝________．解析：(1)3000(2)乙甲图中电流表的示数太小，误差太大．乙图中R的阻值与电压表阻值接近，误差小．(3)实物连接图如下图所示(4)实验步骤：①闭合K1，再闭合K2，读得电压表示数U