第6讲 实验：练习使用多用电表

微知识1 实验目的

1．练习用多用电表测电阻。

2．用多用电表探索黑箱内的电学元件。 微知识2 实验器材

多用电表，干电池，电阻箱，定值电阻，晶体二极管，导线。 微知识3 实验原理

多用电表由表头、选择开关和测量线路三部分组成(如图所示)，表头是一块高灵敏度磁电式电流表，其满偏电流约几十到几百μA，选择开关和测量线路相配合，可测量直流电流、交流和直流电压及直流电阻等。测量直流电阻部分即欧姆表是依据闭合电路欧姆定律制成的，原理如图所示，当红、黑表笔短接并调节R使指针满偏时有：

EEIg＝＝ ①

r＋rg＋RR中

当表笔间接入待测电阻Rx时，有Ix＝联立①②式解得＝

ER中＋Rx ②

IxR中

③

IgRx＋R中

1

由③式知当Rx＝R中时，Ix＝Ig，指针指在表盘刻度中心，故称R中为欧姆表的中值电阻，由

2②式或③式可知每一个Rx都有一个对应的电流值I，如果在刻度盘上直接标出与I对应的

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Rx的值，那么当红、黑表笔分别接触待测电阻的两端，就可以从表盘上直接读出它的阻值。

由于电流和电阻的非线性关系，表盘上的电流刻度是均匀的，其对应的电阻刻度是不均匀的，电阻的零刻度在电流满偏刻度处。 微知识4 多用电表的使用方法

1．使用前应查看指针是否指在刻度盘左端零刻线处。如不在，应进行机械调零。方法是用小螺丝刀轻旋表头正下方中央处的调零螺丝，使指针指左端零刻线。

2．根据被测物理量及其数量级将选择开关旋到相应的位置。读数时还要注意选用刻度盘上对应的量程刻度。如测量20 mA左右的直流电流，应将选择开关对准左边100 mA量程处；在刻度盘上，如果看最下一行刻度，即满偏刻度为10的刻线，从刻度盘读出数据后还应再乘10，得测量结果。如图。

微知识5 实验步骤 1．练习使用多用电表

准备：(1)观察多用电表的外形，认清选择开关的测量项目及量程。

(2)检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。若不指零，则可用小螺丝刀调整机械调零旋钮使指针指零。

(3)将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔。

测电压和电流：(1)将选择开关置于直流电压2.5 V挡，测1.5 V干电池的电压。 (2)将选择开关置于交流电压250 V挡，测220 V的交流电压。

(3)将选择开关置于直流电流10 mA挡，测量1.5 V干电池与200 Ω电阻串联回路的电流。 测电阻：(1)将选择开关置于欧姆表的“×1”挡，短接红、黑表笔，转动调零旋钮，使指针指向欧姆表刻度的零位置。

(2)将两表笔分别接触几欧、几十欧的定值电阻两端，读出欧姆表指示的电阻数值，并与标准值比较，然后断开表笔。

(3)将选择开关置于欧姆表的“×100”挡，重新调整欧姆零点，然后测定几百欧、几千欧的

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电阻，并将测定值与标准值进行比较。

(4)选择适当的量程，测定灯泡、电炉丝和人体的电阻。

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。 2．用多用电表探测黑箱内的电学元件

(1)黑箱上的三个接点呈三角形排列，两个接点间最多只能有一个元件，箱内的总元件数不超过两个，可能的元件有电池、电阻和二极管，但一般不设置电池。

(2)二极管全称晶体二极管，它是用半导体材料制成的电子元件。二极管有两根引线，一根叫正极，一根叫负极。将二极管和小灯泡按如图甲所示的电路连接起来，即给二极管加上正向电压，可以看到，小灯泡正常发光；将二极管的两极对调一下，即给二极管加上反向电压，可以看到，小灯泡不发光(如图乙所示)。这说明二极管具有单向导电性。当二极管加上一定的正向电压时，它的电阻值很小，就像一个接通的开关一样；当给二极管加上反向电压时，它的电阻值变得很大，就像断开的开关一样。

微知识6 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。 2．要区分开“机械零点”与“欧姆零点”。“机械零点”使指针在表盘刻度左侧“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．合理选择欧姆挡的量程，使指针尽量在表盘中间位置附近。 4．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，测量结果只需取两个有效数字，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．多用电表使用完毕后，应将选择开关旋至“OFF”挡或交流电压最高挡。若长期不用电表时还应把电池取出。

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8．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。 微知识7 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。

一、思维辨析(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。) 1．使用多用电表的欧姆挡时只要换挡必须重新进行欧姆调零。(√) 2．表盘上的电流刻度是均匀的，电阻刻度是不均匀的。(√) 二、对点微练

1．(欧姆表的原理)如图为简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流Ig＝300 μA，内阻Rg＝100 Ω，可变电阻R的最大阻值为10 kΩ，电池的电动势E＝1.5 V，内阻r＝0.5 Ω，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是________色，按正确使用方法测量电阻Rx的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则Rx为________kΩ。若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述Rx，其测量结果与原结果相比将__________(填“变大”“变小”或“不变”)。

解析 本题考查欧姆表的结构、测量原理和相关计算，还涉及测量误差的分析。欧姆表是电流表改装的，必须满足电流的方向“＋”进“－”出，即回路中电流从标有“＋”标志的红表笔进去，所以与A相连的表笔颜色是红色；当两表笔短接(即Rx＝0)时，电流表应调至满偏电流Ig，设此时欧姆表的内阻为R内，此时有关系Ig＝

EE得R内＝＝5 kΩ；当指针指在R内Ig

刻度盘的正中央时I＝，有＝，代入数据可得Rx＝R内＝5 kΩ；当电源电动势变小、

22R内＋Rx内阻变大时，由于电流表满偏电流Ig不变，由公式Ig＝

IgIgEE得，欧姆表内阻R内应调小，待测R内

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