多用电表测电阻的原理剖析

2．刻度标注 刻度
“0 Ω”
“∞” 中值电阻
“Rx”
标注方法
标注位置
红、黑表笔相接，调节调零旋钮，
使指针满偏，被测电阻 Rx＝0
满偏电流 Ig 处
红、黑表笔不接触，表头指针不偏 转，被测电阻 Rx→∞
电流为零处
Rx＝r＋R＋Rg
刻度盘正中央
红、黑表笔接 RxIx＝
E r＋R＋Rg＋Rx
与 Rx 对应电流 Ix 处
Rx 与 Ix 一一对应
[ 例 1] 如图所示为欧姆表的原理示意图．其中，电流表的满偏电流为 300 μA，内阻 Rg＝100 Ω，调零电阻最大值 R＝ 50 kΩ，串联的定值电阻 R0＝50 Ω，电源电动势 E＝1.5 V．当电流是满 偏电流的二分之一时，用它测得的电阻 Rx 是多少？
[思路点拨] 解答本题时应把握以下两点： (1)用欧姆表测电阻时，待测电阻 Rx 与内部电路组成串联电路． (2)应用闭合电路欧姆定律列式求解．
(3)测量时待测电阻要跟其他元件、电源断开． (4)要尽量利用欧姆表刻度盘的中央部分，估读示数时要考虑刻度不 均匀． (5)多用电表用完后，选择开关要旋到交流电压的最高挡或“OFF”挡 位置．
4．使用方法 (1)使用前：先检查多用电表的指针是否指到零刻度处，若没有，调整 “ 指针定位螺丝”，使指针指到 零刻度 ． (2)测电流、电压和电阻 ①将选择开关旋转到电流挡，再将红、黑表笔串联接入电路，多用电表 内的电流表电路就被接通． ②将选择开关旋转到电压挡，再将红、黑表笔并联接入电路，多用电表 内的电压表电路就被接通．
多用电表的欧姆挡使用时的“五注意” (1)选择适当的量程，选挡时若无法估计待测电阻的阻值，应将选择 开关先旋到“×1”挡，欧姆调零后，将红黑表笔分别接到电阻两端，若 指针偏角较小，再逐渐增大量程，直到指针指在中值电阻附近为止． (2)每改变一次量程，要重新进行欧姆调零，使用同一量程测量不同 的电阻时，无须重新调零．

第3讲 多用电表的原理与使用
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多用电表的使用和读数 2.某同学利用多用电表做了以下实验：
(1)使用多用电表测电阻，他的主要实验步骤如下：
①把选择开关旋到“×100”的欧姆挡上；
②把表笔插入测试插孔中，先把两根表笔相接触，旋转欧姆
调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零刻度线上；
③把两根表笔分别与某一待测电阻的两端相接，发现这时指
错误二：__________________________________________
错误三：_________________________________________.
第3讲 多用电表的原理与使用
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解析 错误一：在用“×100”挡位置测量时，指针偏转较 小，说明所测电阻阻值较大，为了减小读数误差，应使指针 向右摆动，所以应该换用“×1 k”的欧姆挡位； 错误二：换挡后，还要重新进行欧姆调零； 错误三：使用多用电表结束后，还要将选择开关转到 “OFF”挡或交流电压最高挡.
第3讲 多用电表的原理与使用
11
3.多用电表测电压、电流
使用多用电表测电压、电流，应将选择开关旋到合适的挡
位，使指针处于联偏值2 的 左右，可使读数更准确一些.测电 3
流时应将表串联在电路中，测电压时，应将表并联在电路
中，且电流都从红表笔流进，从黑表笔流出.
4.多用电表测量定值电阻
(1)选挡：估计待测电阻的大小，旋转选择开关，使其尖端对
解析 要测量该元件完整的伏安特性，必须连接成分压电路.
本实验中使用多用电表测电压，电动势为6 V，选择开关应调
到直流电压10 V挡.
第3讲 多用电表的原理与使用
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例3 如图5所示为一多用电表表盘.

多用电表的原理
【思考】欧姆表的红表笔接内部电源的正极吗？ 提示：不是．红表笔接内部电源的负极，黑表笔接内部电 源的正极.
【思考】在学习多用电表这节课之前，老师给每一个学习 小组一个多用电表，观察表盘后，一个同学发现表盘最上 面的刻度是不均匀的，并且零点在右端.
电流表的零刻度在左边，为什么欧姆表的刻度线的零点在 右边？它为什么是不均匀的？
端，若指针偏角太小，则逐渐增大量程，直到指针指到中值
电阻附近为止.
【典例2】（2011·北京高考）用如图所示的多用电表测量电 阻，要用到选择开关K和两个部件S、T.请根据下列步骤完成 电阻测量：
（1）旋动部件_____，使指针对准电流的“0”刻线.
（2）将K旋转到电阻挡“×100”的位置. （3）将插入“+”、“-”插孔的表笔短接，旋动部件_____, 使指针对准电阻的_____（填“0刻线”或“∞刻线”）. （4）将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小， 为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的 步骤，并按_____的顺序进行操作，再完成读数和测量. A.将K旋转到电阻挡“×1 k”的位置 B.将K旋转到电阻挡“×10”的位置 C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接 D.将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准
【思考】用多用电表的欧姆挡测甲元件的电阻时发现偏转角 较大，接着去测乙元件的电阻时，发现偏转角很小，两个元 件的电阻大小关系怎样？ 提示：测甲元件偏转角大，说明电阻小，测乙元件偏转角小， 说明电阻大，所以R乙＞R甲.
一、正确理解欧姆表测电阻的原理
1.原理如图所示. 其中R叫调零电阻，R+Rg+r为欧姆表的内阻.
提示:这是欧姆表的刻度线，欧姆表的改装是根据闭合电路 欧姆定律，用表头中的电流替代待测电阻，由电流为 I Rx RE可Rg以 知r 道，电流I与待测电阻Rx有一一对 应关系，但不是正比关系，所以刻度是不均匀的，且Rx越 小电流越大，指针的偏角越大，当Rx=0（即两表笔短接） 时电流最大，在刻度的最右端应该标0，故欧姆表的零刻度 在右端.

E r＋Rg＋R
＝Ig，则表头的指针指到满刻度，所以
刻度盘上指针指在满偏处定为刻度的零点，(r＋Rg＋R)是欧姆表的
内阻．
当红、黑表笔不接触时(如图乙所示)，相当于被测电阻Rx＝ ∞，电流表中没有电流，表头的指针不偏转，此时指针所指的位置 是刻度的“∞”点．
当红、黑表笔间接入被测电阻R(1)当欧姆表未接入电阻，处于断路状态，即Rx→∞时，电路中 没有电流，指针不偏转，故刻度盘最左端为“∞”处，故当电路接 入电阻后如偏角很小表明被测阻值较大． (2)当欧姆表表笔直接相连，即Rx＝0时，电路中电流最大，指 针满偏，故电阻零刻度在最右端满偏电流处． (3)因Rx与I是非线性关系，故电阻挡表盘刻度不均匀． 从表盘上看“左密右疏”，电阻零刻度是电流最大刻度，电阻 “∞”刻度是电流零刻度．
3．欧姆表的选挡． 从理论上讲，欧姆表可以直接测量从零至无限大之间任何阻值 的电阻，但由于面板刻度不均匀(即I与Rx的非线性关系)，使得在零 值附近和无限大值附近很难准确地读出被测电阻的数值(测量误差很 大)．一般来说，欧姆表刻度标尺长度的10%～90%之间为有效工作 刻度．另外当Rx＝R内时，即在中值附近时，指针偏角φ与Rx的关系 比较接近线性，刻度较均匀，因此，在具体测量时，最好使指针位 于中央附近，这就是选挡的依据．
定律可知，流过新表头的电流为I＝
E R′＋r′＋r＋Rx
，式中r′是R1和
R2串联后与Rg的并联等效电阻，R′是R5和R6串联的等效电阻．从
此式可解出Rx＝EI －r－r′－R′.可见，Rx与I有着一一对应的关系，如
果在刻度盘上直接标出与I对应的Rx的值，则就能从刻度盘上直接读
出待测电阻Rx的值．
(1)测直流电流和直流电压的原理，就是电阻的分流和分压原理， 其中转换开关接 1 或 2 时测直流电流；接 3 或 4 时测直流电压；转换 开关接 5 时，测电阻．