8.多用电表的原理
9．实验：练习使用多用电表
一、欧姆表
1．内部构造：由 、 、 三部分组成．
2．欧姆表改装原理及刻度特点
原理：闭合电路的 ．
表头
电源
可变电阻
欧姆定律
二、多用电表
1．用途：共用一个表头，可分别测量 、 、 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 使用，接通2时，可作为 使用，接通3时，可作为 使用．
电压
电阻
电流
电流表
欧姆表
电压表
3．外部结构名称
如下图是一种多用电表外形图，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
三、实验：练习使用多用电表
1．使用多用电表测量电压
(1)选择直流电压挡合适的 ．
(2)将电表与被测电路 ．
2．使用多用电表测量电流
(1)选择直流电流挡合适的量程．
(2)将被测电路导线卸开一端，把多用表 在电路中．
(3)读数时，首先要认清刻度盘上的 ．
量程
并联
串联
最小刻度
3．用多用电表测电阻
(1)要将选择开关扳到 挡上，此时红表笔连接表内电源的 极，黑表笔连接表内电源的 极．选好量程后，先 ，然后测量．测量完毕，应把选择开关旋转到 挡．
(2)用多用电表测电压测电流及测电阻时，电流都是从 表笔流入电表，从 表笔流出电表．
欧姆
负
正
欧姆调零
OFF
红
黑
4．二极管的特点及其电阻测量
(1)特点：如下图所示，它由 材料制成，有两个电极．
(2)电阻测量：正向电阻 ，反向电阻 ，可用多用电表判断它的 或区分它的 ，二极管具有单向导电性.
半导体
较小
较大
正负极
好坏
用多用电表测电压、电流、电阻和二极管的特点及其电阻的测量
使用多用电表前应先进行机械调零：若一开始指针不正对电流的零刻度，应用小螺丝刀调节多用电表的指针定位螺丝，使指针正对零刻度．
1．测量电压和电流
在测量小灯泡的直流电压或电流时，量程选择要适当，以使表针在测量范围内偏转得尽量大一些，这样测量结果会比较准确．
用多用电表进行了几次测量，指针分别处于a和b的位置，如下图所示．若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的挡位，a和b的相应读数是多少？请填在表格中．
解析：　读取直流电压、电流时看表盘正中央的那条刻度均匀的刻度线．对于直流100 mA电流挡，每一小格表示2 mA，所以读数是23 mA；对于2.5 V电压挡，每小格表示0.05 V，所以读数是0.57 V；对于50 V电压挡，每个小格表示1 V，所以读数是41.5 V
答案：　23 mA　0.57 V　41.5 V
2．测量定值电阻
(1)选挡首先根据估测电阻的大小选择合适的挡位，使测量时表针在刻度盘的中间区域，选择挡位时通常按大量程挡向小量程挡顺序选择．
(2)电阻调零：两表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指到“0 Ω”处．
(3)测量：测量时被测电阻要跟电源及其他元件断开，且不要用手接触表笔的金属杆．
(4)读数：要用刻度盘上的读数乘以选择开关所指的倍数即得到待测电阻的阻值．
(5)测量完成后将选择开关拨离欧姆挡，一般旋至交流电压最高挡或“OFF”挡上，以切断内部电源．
(1)用多用表的欧姆挡测量阻值约为几十kΩ的电阻Rx，以下给出的是可能的实验操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆挡调零旋钮．把你认为正确步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上．
a．将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的0刻度，断开两表笔
b．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔
c．旋转S使其尖端对准欧姆挡×1 k
d．旋转S使其尖端对准欧姆挡×100
e．旋转S使其尖端对准交流500 V挡，并拔出两表笔
________________________________________________________________________.
根据下图所示指针位置，此被测电阻的阻值约为________Ω.
(2)(多选题)下述关于用多用表欧姆挡测电阻的说法中正确的是(　　)
A．测量电阻时，如果指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量
B．测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果
C．测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开
D．测量阻值不同的电阻时，都必须重新调零
解析：　(1)使用欧姆表时，指针指在“中值”附近较为准确．被测电阻Rx为几十千欧，故选用×1 k挡．由题图知中值电阻为30 kΩ，测量前必须调零，实验完毕后，将选择开关拨至交流最高挡，故操作顺序应为c、a、b、e.
(2)指针偏转过大，说明电阻示数太小，即选用倍率过高，应换用倍率较小的挡位，且须重新调零，A正确；测电阻时，红、黑表笔与正、负插孔的接法并不影响流过表头的电流方向，故对测量结果没影响，B错误；利用欧姆表测电阻时，因使用表内电源，故电阻不能在通路时测量，C正确；测量不同的电阻时，不用重新调零，D错误．
答案：　(1)c、a、b、e　30 k(或30 000)　(2)AC
3．测量二极管的导电特性及正反向电阻
(1)二极管的单向导电性：如右图所示，二极管的特点是电流从正极流入时电阻比较小，而从负极流入时电阻比较大．
(2)用多用电表测电压、电流或电阻时，电流的流向特点
多用电表的“＋”插孔插红表笔，“－”插孔插黑表笔．当用于测量电压或电流时，“＋”插孔相当于电表的“＋”接线柱，“－”插孔相当于电表的“－”接线柱，所以红表笔接触点的电势都比黑表笔高，电流从红表笔流入，从黑表笔流出；当用作欧姆表时，“＋”(或红表笔)接线柱与内部电源的负极相连，而“－”接线柱(或黑表笔)与内部电源的正极相连，因此多用电表接入测量电路后电流仍是从红表笔流入，从黑表笔流出．
(3)测正向电阻：用多用电表的欧姆挡，量程拨到“×10”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欧姆调零后，让黑表笔接触二极管正极，红表笔接触二极管负极，如图甲所示，指针稳定后读取示数乘上倍率求出正向电阻R1.
　　　　　　甲　　　　　　　　　　乙
(4)测反向电阻：将多用电表的选择开关旋至高倍率的欧姆挡(例如“×1 k”)变换挡位之后，再次欧姆调零后，让黑表笔接触二极管的负极，红表笔接触二极管的正极，如图乙所示，指针稳定后读取示数乘以倍率求出反向电阻R2.
用多用电表的欧姆挡(×100)测试三只二极管，测试三次如下图中的①②③，由图可知，第________次测量的二极管是好的，该二极管的正极是________端．
解析：　第①次测量中，正、反向电阻都很大，说明二极管内部断路；第③次测量中，正、反向电阻都很小，说明二极管内部短路；第②次测量中，正、反向电阻差别很大，说明二极管是好的，且测正向电阻时，黑表笔所接的a端为二极管的正极．
答案：　②　a
1．欧姆表的刻度有什么特点？
提示：　(1)欧姆表的刻度不均匀：如下图所示，欧姆表靠右边的刻度稀疏，靠左边的刻度稠密，即“左密右疏”．
(2)欧姆表的“0”刻度在刻度盘最右侧I＝Ig处，而欧姆表的“∞”刻度在刻度盘最左侧I＝0处．故欧姆表指针偏角越大，表明被测电阻阻值越小．
2．欧姆表刻度盘上的中值电阻有什么意义吗？
3．测电阻时，为什么待测电阻要与外电路断开？
提示：　若待测电阻与外电路相连，当外电路中有电源时，流过表头的电流要受外电源的影响，故表头中的电流与表盘上的电阻值不对应，读得电阻值就不准确了．当外电路中无电源时，待测电阻可能与其他的元件并联，故测得的阻值也不准确．所以测电阻时，必须将待测电阻与外电路断开．
4．用多用电表测电阻、电压和电流时，电路中电流来源相同否？
提示：　不同．测电阻时，欧姆表中的电流是自己内部提供的，测电压、电流时，电表中的电流是外电路的电源提供的．
◎ 教材资料分析
〔思考与讨论〕
如图2.8－3中，甲、乙、丙分别为电流表、欧姆表和电压表的示意图．……
点拨：　把教材P65图2.8－3中甲、乙、丙三个图综合起来即可完成最简单的多用电表的电路图，如右图所示．
〔说一说〕
图2.8－5是一个多量程多用电表的电路示意图，……
点拨：　S调到1、2位置上测电流，S调到3、4位置上测电阻，S调到5、6位置上测电压．
S调到1位置时电流量程大
S调到2位置时电压量程大．
〔思考与讨论〕
图2.9－6所示多用表的选择开关没有“OFF”挡，两位同学用过电表后，甲调到交流电压最大挡，乙调到电流挡，谁的习惯好？
点拨：　甲的习惯好，因为实验完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡，这样对电表的保养有好处．而且若长期不用，应将多用电表中电池取出.
有一可供使用的多用电表，S为选择开关，Q为欧姆挡调零旋钮．现在要用它检测两个电阻的阻值．已知阻值分别为R1约为20 Ω，R2约为30 kΩ，下面提出了在测量过程中一系列可能的操作，请你选出能尽可能准确地测定各阻值和符合多用电表安全使用规则的各项操作，并且将它们按合理顺序填写在后面的横线上的空白处．下图为欧姆挡表盘刻度的示意图．
A．旋动S使其尖端对准欧姆挡×1 k
B．旋动S使其尖端对准欧姆挡×100
C．旋动S使其尖端对准欧姆挡×10
D．旋动S使其尖端对准欧姆挡×1
E．旋动S使其尖端对准V 1 000
F．将两表笔分别接到R1的两端，读出R1的阻值，随后即断开
G．将两表笔分别接到R2的两端，读出R2的阻值，随后即断开
H．两表笔短接，调节Q使表针对准欧姆挡刻度盘上的0，随后即断开
所选操作及其顺序为(用字母代号填空)：______________.
(操作：步骤可以重复选用)
解析：　多用电表测量电阻时，量程的选择以指针中央附近时读数较准确，由表盘中值示数约15 Ω可知，测约为20 Ω的R1的电阻时，只能选“×1”挡；测约为30 kΩ的R2时，应选“×1 k”挡，并且在每次选定量程后，都必须将两表笔短接，进行欧姆挡调零，所以题目中所给操作H需要重复选用．测量完毕后，选择开关必须旋离欧姆挡，拨到交流电压(V)最高挡或“OFF”处，所以合理的操作及顺序为AHGDHFE或DHFAHGE.
答案：　AHGDHFE或DHFAHGE
【反思总结】　使用多用电表欧姆挡测电阻时，选择合适的量程，以指针指在中央附近最准确，结果不要忘记乘以倍率；每次换量程时，必须重新进行欧姆挡调零；测量过程中，待测电阻必须从电路中隔离出来，且手不能接触表笔的金属杆；测量完毕，应将选择开关拨至交流电压最高挡或“OFF”处．
(1)用多用电表测直流电流时，应把选择开关旋至标有________处，并把多用电表________联到被测电路中；若测直流电压时，应把选择开关旋至标有________处，并把多用电表与被测电路________联；测直流电压和电流时，都必须把红表笔接在________处，即电流从________表笔流进．
(2)如下图所示的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条线分别表示多用电表指针的指示位置．

①将多用电表选择开关置于“×1”挡，Ⅰ的示数为________ Ω.Ⅱ的示数为________ Ω.
②将选择开关置于直流“50 V”挡，Ⅰ的示数为________ V，Ⅱ的示数为________ V，Ⅲ的示数为________ V.
③选择开关置于直流“250 V”挡时，Ⅰ的示数为________V，Ⅱ的示数为________ V.
【思路点拨】　如果是测电流就将选择开关拨至电流挡并选择合适的量程，其具体的使用方法与单功能电流表是相同的，测电压也是如此．读数要根据选择的量程找准对应的刻度盘，弄清刻度盘上每一个小格的数值，然后才能正确的读取测量结果．
解析：(1)测电流应将功能开关拨至电流挡“mA”的位置，并把它串联到被测电路中，若测直流电压，则需将功能开关拨至标有V的直流电压挡．并与被测电路并联，不论是测直流电压还是电流，都必须把红表笔接在高电势处，使电流从红表笔流进电表．
(2)多用表测电流或电压时，只要根据功能旋钮所指示的量程看表盘相对应的刻度弧线，并根据读数规则，直接读出指针指示的读数即可，而欧姆表的刻度指示数乘以旋钮指示的挡次倍率，才是电阻的测量值．
答案：　(1)mA　串　V　并　高电势　红
(2)①24.5　34　②25.0　20.0　10.0　③125　100
【反思总结】　(1)多用电表读数时，一定要找到与所测量项目相对应的刻度，分清各自的量程及最小刻度值，用欧姆挡测量电阻阻值的示数为：读数×倍率．
(2)直流电流和电压的刻度线都是均匀的，读数时可以共用，但需按比例计算，如读取5 mA量程的电流时可利用“50”的刻度线，只是“50”相当于“5 mA”．
【跟踪发散】　2－1：如下图所示为用多用电表测电路中电流的实验，图中多用电表测试的是________(填“甲电阻”“乙电阻”或“总”)的电流，测得电流的大小的是________．
解析：　由电路中连接情况知，多用电表与乙电阻串联，故测试的是乙电阻的电流．由图知选择量程为100 mA，故指针指示读数为50 mA.
答案：　乙电阻　50 mA
如下图所示的电路中，1、2、3、4,5、6为连接点的标号．在开关闭合后，发现小灯泡不亮．现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点．
(1)为了检测小灯泡及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的________挡．在连接点1、2同时断开的情况下，应当选用多用电表的________挡．
(2)在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明________________可能有故障．
(3)将小灯泡拆离电路，写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤．
解析：　(1)当连接点1、2已接好时，电路中已有电压存在，故需用电压挡来检测电路．当连接点1、2同时断开时，电路中没有电源提供电压，要检测电路故障，只有测各段电路的电阻是否异常，故采用欧姆挡；
(2)当电路中两点间有电压时，表明此两点之外的电路与电源两极是连通的．当测出两点间电压等于电源电压而又确定电路故障是断路引起时，就可以确定断路位置在此两点之间；
答案：　(1)电压　欧姆　(2)开关或连接点5、6　(3)①调到欧姆挡　②将红、黑表笔短接，进行欧姆调零　③测量小灯泡的电阻．如果电阻无穷大，表明小灯泡有故障．
【反思总结】　电路故障一般为断路或短路，且具有不同的故障特点．
断路特点：电路中发生断路，表现为电源电压不为零而电流强度为零，若外电路中无用电器的任意两点间电压不为零，则这两点间有断点，而这两点与电源连接部分无断点．
短路特点：若外电路中发生短路，表现为有电流通过电路，而电压为零．
【跟踪发散】　3－1：如右图所示，电路中有三根导线，其中一根是断的，电源、电阻R1，R2及另外两根导线是好的，为了查出断导线，某学生想先用多用电表的红表笔连接在电源的正极a，再将黑表笔连接在电阻R1的b端和R2的c端，并观察多用电表指针的示数．下列选项中符合操作规程的是(　　)
A．直流10 V挡　　　　　　
B．直流0.5 A挡
C．直流2.5 V挡
D．欧姆挡
答案：　A
1．有关欧姆表的使用，下列说法中正确的是(　　)
A．更换测量挡时，需要重新欧姆调零
B．测量电阻时，表的指针偏转角度越大，误差就越小
C．使用完毕应将选择开关旋至交流电压最高挡或“OFF”挡
D．如果指针相对电流零刻度偏转太小，应改用大倍率档测量
解析：　欧姆表的指针指在中值电阻附近时，读数误差较小，由于电阻的测量值等于表面示数乘倍率，指针相对电流零刻度偏转太小，即电阻的表面示数太大，说明倍率太小，应增大倍率，即改用较大倍率挡测量．为了安全，使用完毕应将选择开关旋至交流电压最高挡或“OFF”挡，欧姆表使用时，每换一次挡必须重新调零．
答案：　ACD
2．如下图所示，在用多用电表测量直流电压U和测量电阻R时，若红表笔插入多用电表的正(＋)插孔，则(　　)
A．前者电流从红表笔流入多用电表，后者电流从红表笔流出多用电表
B．前者电流从红表笔流入多用电表，后者电流从红表笔流入多用电表
C．前者电流从红表笔流出多用电表，后者电流从红表笔流出多用电表
D．前者电流从红表笔流出多用电表，后者电流从红表笔流入多用电表
解析：　本题图为多用电表的示意电路图，无论是测电压U还是测电阻R，电流都是从红表笔流入多用电表，从黑表笔流出多用电表，选项B正确．
答案：　B
3.如右图所示中E为电源，R1、R2为电阻．S为开关．现用多用电表测量流过电阻R2的电流．将多用电表的选择开关调至直流电流挡(内阻很小)以后，正确的接法是(　　)
A．保持S闭合，将红表笔接在a处，黑表笔接在b处
B．保持S闭合，将红表笔接在b处，黑表笔接在a处
C．将S断开，红表笔接在a处，黑表笔接在b处
D．将S断开，红表笔接在b处，黑表笔接在a处
解析：　多用电表使用时，无论是电压挡、电流挡其电流都是从正插孔进，负插孔出，正插孔接红表笔，负插孔接黑表笔．具体地说，对于电压挡和电流挡接的是外电源时，相当于电压表和电流表，故正确答案为C.
答案：　C
4．图中A、B、C是多用表在进行不同测量时转换开关分别指示的位置，D是多用表指针在测量时的偏转位置，由此可知：
(1)A是________挡，若用此挡测量，指针位置如D，则读数是________；
(2)B是________挡，若用此挡测量，指针位置如D，则读数是________；
(3)C是________挡，若用此挡测量，指针位置如D，则读数是________．
答案：　(1)欧姆　15 kΩ　(2)直流电流　4.9 mA　(3)直流电压　24.5 V
5.一多用电表的工作状态如右图所示，则此时的测量值为________，如果选择开关打在底部250挡，则此时的测量值为________，指在底部10挡的测量值应该是________，选择开关指在左侧100挡处测量值应该为________，如果指在左侧10挡处应该为________，在测量电阻时，要想使指针向左侧偏转一些，应该把选择开关换选________的挡位(填“更大”或“更小”)，而在换挡之后重新测量之前要重新进行________．
解析：　由刻度可以知，两个刻度表示1 Ω，可以读的示数为4 Ω，电阻值为4 Ω×1＝4 Ω.当选择开关指在底部250挡时测的是直流电压，且量程为250 V，应该读中间均匀刻度线，可选0～250这组数值来读，读得电压为200 V．选择开关指在底部10挡时测的也是直流电压，且量程为10 V．可选0～10这组数值来读，读得电压为8 V．选择开关指在左侧100挡时测的是直流电流，且量程为100 mA，也应读中间均匀刻度线，可选0～10这组数值来读，读得电流为8 mA×10＝80 mA.选择开关指在左侧10挡时测的是直流电流．且量程为10 mA.
可选0～10这组数值来读，读得电流为8 mA.在测量电阻时，要想使指针向左侧偏转一些，即使电阻在盘上的指示值大一些，应该把选择开关换选更小的挡位，而在换挡之后重新测量之前要重新进行电阻调零．
答案：　4 Ω　200 V　8 V　80 mA　8 mA　更小　电阻调零
练规范、练技能、练速度