恒定电流
第二章
8　多用电表的原理
9　实验：练习使用多用电表
第二章
我们知道，测量电阻两端的电压用电压表，测量电路中的电流用电流表。另外还有粗测电阻的欧姆表。实际中为了使用方便，常将这三种表组合在一起，这就是常用的多用电表，以前常称万用表，如图所示。
你知道它的构造、原理和使用方法吗？
欧姆表
1.原理
依据______________定律制成，它是由__________改装而成的。
2．内部构造
由________、_______和__________三部分组成。
闭合电路欧姆
电流表
表头
电源
可变电阻
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＝E/(r＋Rg＋R＋Rx)，改变Rx，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_____值，就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值。
Rx
中值电阻
多用电表
1.用途
共用一个表头，可分别测量________、______、_______等物理量。
电压
电流
电阻
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。
电流表
欧姆表
电压表
3．外形构造
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__________的区域及量程。将选择开关旋转到电流挡，多用电表内的________电路就被接通，选择开关旋转到电压挡或电阻挡，表内的________电路或_________电路就被接通。
表头
选择开关
测量功能
电流表
电压表
欧姆表
在不使用多用电表时，应将旋转开关旋到________挡，或__________最高档。若长期不使用，应将__________。
OFF
交流电压
电池取出
1.测电压
(1)选择直流电压挡合适的_______。
(2)将电表与被测电路_______，并要注意电表的极性。
(3)根据挡位所指的________以及指针所指的刻度值，读出电压表的示数。
练习使用多用电表
量程
并联
量程
2．测电流
(1)选择直流电流挡合适的________。
(2)将被测电路导线卸开一端，把多用电表________在电路中。
(3)读数时，首先要认清刻度盘上的__________。
3．测电阻
要将选择开关扳到________挡上，此时红表笔连接表内电源的_______，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。
量程
串联
最小刻度
欧姆
负极
正
调零
OFF
4．二极管的特点及其电阻测量
(1)特点：它由__________材料制成，有两个电极，具有单向导电性。
(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________。
半导体
较小
很大
正负极
好坏
2．刻度标注
[特别提醒](1)使用欧姆挡测电阻时，指针的偏角越大，测量电阻值越小，指针的偏角越小，测量电阻值越大。
(2)流过欧姆表的电流是自己内部电源提供的，流过电压表和电流表的电流是外电路的电源提供的。
3．使用方法
①选择适当挡位，使指针在中值电阻附近。②将两表笔短接，调节R，使指针满偏。③读出示数并乘以倍率，即为被测电阻阻值。④若换挡要重新调零。⑤测完后将选择开关拨到交流电压最高挡或“OFF”挡上。
(吉林一中2013～2014学年高二期末)下图所示是一个欧姆表的外部构造示意图，其正、负插孔内分别插有红、黑表笔，则虚线内的电路图应是图中的(　　)
答案：A
解析：红表笔接内部电源的负极，且内部电阻为可变电阻用以欧姆表调零，则选项A正确。
二、多用电表的使用
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。
1．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，然后根据试测的数值，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。(如图所示)
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。
2．测量直流电流
按照下图，仿照电压的测量步骤进行测量。
注意：(1)多用电表直流电流挡的单位是毫安，不能测量比较大的电流。
(2)测电流时，选择适当的量程，使表针偏转角度尽量大一些，这样测量结果比较准确。
3．测量电阻
第一步：选择倍率挡。估计待测电阻阻值，选择适当的倍率挡，使测量时指针指在中央刻度附近，这样测量比较准确。
第二步：调零。测量前，将红、黑表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指在欧姆挡刻度盘零刻度处。
第三步：测量。将红、黑表笔与待测电阻两端接触。读取指针示数再乘以倍率就是待测电阻阻值。
第四步：测量结束要将选择开关旋转至“OFF”挡或交流电压最高挡。
[特别提醒]当二极管正向电阻R1与反向电阻R2相差很大时，说明二极管质量较好；当R1与R2相差较小时，说明二板管质量不好。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。
5．用多用电表探索黑箱内的电学元件
用多用电表探测图甲所示黑箱发现：用直流电压挡测量，E、G两点间和F、G两点间均有电压，E、F两点间无电压；用欧姆挡测量，黑表笔(与电表内部电源的正极相连)接E点，红表笔(与电表内部电源的负极相连)接F点，阻值很小，但反接阻值很大。那么，该黑箱内元件的接法可能是图乙中的________。
答案：B
解析：(1)黑表笔接E，红表笔接F，阻值很小，此时二极管正向导通，电流方向为由E到F，只有B正确。
三、多用电表的使用注意事项
1．使用多用电表“十三忌”
(1)忌不调零就使用多用电表。
(2)忌搞错连接方式，测电压需并联，测电流需串联。
(3)忌搞反直流电流方向，直流电要从正极测试笔插孔流入，从负极测试笔插孔流出。
(4)忌用手接触测试笔的金属杆，特别在测电阻时，更应注意不要用手接触测试笔的金属杆。
(5)忌用直流电挡位测交流电。
(6)忌用多用电表测不是50Hz的交流电，普通多用电表的交流电挡位是按照50Hz设计的，不能准确测量其他频率的交流电。
(7)忌不进行欧姆表调零，就用多用电表测电阻值。
(8)忌只看读数不乘倍率。
(9)改换欧姆挡量程后，忌不重新调零。
(10)忌把电阻同其他电路联在一起进行测量。
(11)忌把电池装反。
(12)忌把电池装在多用电表内长期不用。
(13)多用电表不用时，忌选择开关置于欧姆挡。
2．用多用电表测黑箱
一定要先用电压挡判断其内有无电源，确定无电源后才能使用欧姆挡测量。
3．用多用电表测电流和电压
要先选择量程再进行测量，且不要把量程当成倍率。
如图所示是简化的多用电表的电路。转换开关S与不同接点连接，就组成不同的电表，已知R3对多用电表原理的理解
甲同学说：S与1、2连接时，多用电表就成了电流表，且与1连接时量程较大
乙同学说：S与3、4连接时，多用电表就成了电流表，且与3连接时量程较大
丙同学说：S与3、4连接时，多用电表就成了电压表，且与3连接时量程较大
丁同学说：S与5连接时，多用电表就成了欧姆表
你认为他们的判断正确吗？
解析：S与1连接时，电阻R1起分流作用，S与2连接时，R1＋R2起分流作用，所以，S与1、2连接时，多用电表就成了电流表，由于前者分流电阻小，所以与1连接时量程较大；S与3、4连接时，电流表与分压电阻串联，多用电表就成了电压表，由于R3关于多用电表表面上的刻度线，下列说法中正确的是(　　)
A．直流电流刻度线和直流电压刻度线都是均匀的，可以共用一刻度
B．电阻刻度是不均匀的
C．电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度线相对应
D．电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度线不对应
答案：ABC
解析：要认识多用电表的表盘，电流表和电压表零刻度线在左侧，最大刻度线在右侧，左侧的零刻度线与欧姆表无穷大重合；右侧的最大刻度线与欧姆表零刻度线重合，欧姆表从右向左读数。故选项ABC正确。
多用电表的示意图如图所示。在正确操作的情况下：
多用电表的使用
(1)若选择开关的位置如灰箭头所示，则测量的物理量是________，测量结果为________。
(2)若选择开关的位置如白箭头所示，则测量的物理量是________，测量结果为________。
(3)若选择开关的位置如黑箭头所示，则测量的物理量是________，测量结果为________。
(4)若选择开关的位置如黑箭头所示，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么接下来的正确操作步骤应该依次为：________，________，________。
(5)全部测量结束后，应将选择开关拨到________或者________。
(6)无论用多用电表进行何种测量(限于直流)，电流都应该从________色表笔经________插孔流入电表。
解析：当多用电表的选择开关置于相应的物理量区域(电流、电压)时，多用电表就可以测量该量，开关所指的数值就是所测量的量程。需要注意的是：由于测电阻的原理和测电流、电压的原理不同，当选择开关在测电阻区域时，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。由于测量电阻的依据是闭合电路欧姆定律，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，在测量电流时，电流应从红表笔流入。
答案：(1)直流电压　1.25V　(2)直流电流　50.0mA
(3)电阻　1.5kΩ　(4)改用×1kΩ倍率　重新欧姆调零　将红、黑表笔分别接触被测电阻的两根引线，读出指针所指刻度，再乘倍率得测量值　(5)OFF　交流电压500V挡位置　(6)红　正
用多用电表欧姆挡(×100)测试三只晶体二极管，其结果依次如下图1、2、3所示，由图可知，图__________中的二极管是好的，该二极管的正极是________端。

答案：2；a
解析：根据二极管加正向电压时，电阻值越小越好，但不能为零，否则二极管已被击穿，加反向电压时，电阻值越大越好，但不能无穷大，否则二极管引线断开。由图可知，图1、3二极管是坏的，图2中二极管是好的，且左边图加的是反向电压，右边图加的是正向电压，由于红表笔插入的是“＋”测试孔，与内部电池负极相连，故二极管的正极是a端。
下图是某同学连接的实验实物图，闭合开关S后，发现A、B灯都不亮，他采用下列两种方法检查故障：
用多用电表检测电路故障
(1)用多用电表的直流电压挡进行检查：
①那么选择开关应置于下列量程的________挡。(用字母序号表示)
A．2.5V　　 B．10V　　
C．50V　　 D．250
②在测试a、b间直流电压时，红表笔应接触________ ________。(填a或b)
(2)用欧姆挡检查：
①测试前，应将开关S________(填断开或闭合)
②测量结果如下表所示，由此可以断定故障是_______。
解析：(1)用多用电表的直流电压挡进行测量时，实质上是用电压表测量，而电压表内阻很大，若并联在断路处(设有一处发生断路)时，电路接通电压表示数应为电源的电动势，并联在未断路处，示数为零。因此，用多用电表的直流电压挡进行检查电路时，电压表的量程必须大于电源的电动势，为了示数明显，选择量程不宜过大。本题中电源的电动势为6V，故选10V量程即可。测试时红表笔应接电势高的a点。根据测试结果，a、b间有示数，说明b→电源→a完好；c、b间有示数，说明b→电源→a→c完好；c、d无示数，说明c→灯→d间完好；d、f有示数，说明f→b→a→c→d完好，故应是d、f段断路。另外，若灯B短路，则d、f间应无示数。
(2)用欧姆挡检查时，测试前应首先将开关S断开。根据表针偏转情况，接c、d时有示数，说明不是灯A断路；接e、f时有示数，说明也不是灯B断路；接d、e间时有电阻无穷大，可以断定是d、e间导线断路。
答案：(1)①B　②a　③D　(2)①断开　②D
点评：在用多用电表的电压挡进行测量电压时，一定要先从量程大的电压挡开始测量，在满足量程的条件下，量程越小越好，这样可以使示数明显，减少测量误差。在用电压挡去判断断路时，无示数，说明测量点等电势，即电路是通路，否则测量点间肯定有断路，再用欧姆挡去测量判断断路时，首先要断开测量电路，然后再进行测量，如有示数，测量点间是通路，无示数则为断路。
(湖北孝感高中2013～2014学年高二上学期期中)如图所示的电路中，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)为了检测小灯泡以及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。
________________________________
________________________________
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、黑表笔相接，检查欧姆挡能否正常工作；
③测量小灯泡的电阻。如电阻无穷大，表明小灯泡有故障。
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，只有通过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，这表明在此两点之外的电路与电源两极是接通的。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。
(3)见答案。
易错点：对多用电表原理理解不清楚导致错误
案例：(1)如图是多用电表的刻度盘，当选用量程为50mA的电流挡测量电流时，表针指于图示位置，则所测电流为________mA。
(2)若选用倍率为“×100”的电阻挡测电阻时，表针也指示在图示同一位置，则所测电阻的阻值为________Ω。
(3)如果要用此多用电表测量一个约2.0×104Ω的电阻，为了使测量比较精确，应选的欧姆挡是________(选填“×10”“×100”或“×1k”)。换挡结束后，实验操作上首先要进行的步骤是________。
易错分析：对解答本题时易犯错误分析如下：
正确解答：(1)选用量程为50mA的电流挡测电流时，所测电流为30.7mA(30.7～30.9mA都正确)。
(2)选用“×100”电阻挡测电阻时，所测电阻阻值为15×100Ω＝1 500Ω。
(3)如果要测2.0×104Ω的电阻，应选×1k挡，换挡后首先要进行欧姆调零。
正确答案：(1)30.7(30.7～30.9都正确)　(2)1 500
(3)×1k　欧姆调零