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探究欧姆表测电阻的相关问题
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& 学年高二物理鲁科版选修3-1课件：4.2 多用电表的原理与使用1
学年高二物理鲁科版选修3-1课件：4.2 多用电表的原理与使用1
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资料概述与简介
4.2、多用电表的原理与使用 1.1、多用电表的组成
电流表并联一个小电阻可以扩大量程，成为安培表，并联不同的几个电阻可以有几个量程；
电流表串联一个大电阻可以扩大量程，成为伏特表，串联不同的几个电阻可以有几个量程；
电流表串联一个电池和调零电阻可以组成一个欧姆表；
用同一个电流表头和选择开关将几种表组合在一起，组成多用表。 1、多用电表的原理 回顾：将电流表改装成电压表和大量程的电流表 Ux I R V I Ix R A
G B 甲 乙 丙 R6 R3 A G G A B B A 共同探究:电压表电流表和欧姆表都有一个表头能不能让它们共用一个表头制成一个多用电表呢? + + + _ _ _ 5
A S + _ R1
r + _ G R6
A S + _ + _ R1
r Rx 指针在图中位置时 欧姆表 (1) 原理—闭合电路欧姆定律 R G E r Ig Rg 改变Rx ，电流I随之改变，Rx
与 I 一一对应。 （2）中值电阻 注意：(1) 欧姆表的刻度与其他表刻度相反且刻度不均匀，左密右疏 （2）欧姆表每次换档测电阻前都要调零,不能带电测量。 （3）欧姆表中电池用久了，电动势和内阻要改变，测出的电阻值有较大的误差。所以欧姆表常用来粗测电阻。 当I=Ig/2 时，指针指在刻度中央（半偏），此时Rx=R内。该电阻值也叫中值电阻 R中= E Ig
A S 讨论与交流 1、开关S 调到哪两个
位置上多用电表测
量的是电流？ 2、调到哪两个位置上
测量的是电压？
3、调到哪两位置上
测量的是电阻？ 4、测电阻、直流电
流、直流电压时，
电流流经红、黑表
笔有什么共同特
+ _ + _ 特点：电流均从红表笔流入多用电表！ R1
r Rx 机械调零 欧姆调零 档位开关 2、练习使用多用电表 （1）测量前，应先检查表针是否停在左端的“0”位置，如果没有，用螺丝刀轻轻转动表盘下中间部位的调零螺丝调零，然后将红、黑表笔分别插入正、负测试插笔孔。 （2）测量时，应把选择开关旋到相应的测量项目和量程上，读数时，要读跟选择开关的档位相应的刻度盘上的示数。 （3）短接调零：在表笔短接时调整欧姆挡的调零旋钮使指针指在右端电阻零刻度处（若“欧姆零点”旋钮右旋到底也不能调零，应更换表内电池）
（4）测量读数：将表笔搭接在待测电阻两端，读出指示的电阻值
（5）换一个待测电阻，重复以上2、3、4过程，选择倍率应该由被测电阻值与中值电阻值共同决定，可置于“×1”或“×10”或“×100”或“×1k”挡。
（6）多用电表用完后，将选择开关置于“OFF”挡或交变电压的最高挡，拔出表笔。 多用表的读数方法 0—2.5V交流读最下刻度 欧姆表读最上刻度乘以倍率 其它电压电流均读中间刻度 如图示多用电表，选择开关分别置于下列位置时的读数是： ×100—— 10V量程—— 250V量程—— 5mA量程—— 2.5V交流量程—
1.00kΩ 6.2V 155V 3.10mA 1.85V 读数？ Ω表读数 122 Ω 1.50k Ω
多用电表表头的示意图如右。在正确操作的情况下：
⑴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________。 ⑵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_______。 ⑶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___________。 ⑷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：___________
，____________，____________。
⑸全部测量结束后，应将选择开关拨到__________或者
。 ⑹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。 ~ Ω Ω ×1k×100×10 ×1 Ω OFF 2.5
2.5 50 mA 100 10 1 500 10 250 V ~ + V 直流电压 12.4V 直流电流 49mA 电阻 1.7kΩ
换用×1kΩ倍率，重新调零，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，再乘以倍率得测量值。 OFF 交流电压500V档位置 红 正 例1、
A．保持K闭合，将红表笔接在a处，黑表笔接在b处
B．保持K闭合，将红表笔接在b处，黑表笔接在a处
C．将K断开，红表笔接在a处，黑表笔接在b处
D．将K断开，红表笔接在b处，黑表笔接在a处
32．图中B为电源，R1、R2为电阻, K为电键。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
　 ） 2005年辽宁综合卷32、 C
a R2 R1 K B 例2、
如图所示为一欧姆表原理图，灵敏电流表G的满偏电流为150μA，内阻为100Ω，限流电阻R1为2kΩ，可变电阻R2为10kΩ（最大阻值），电源电动势E为1.5V，内阻可忽略。使用时应使表针偏转在满刻度的1/3至2/3范围内。因此这个欧姆表测量________至________范围内的电阻比较准确。 与表内电源负极相接的应是_____ 表笔（填“红”或“黑” ） - + R1 G E r R2 5kΩ 20kΩ 红 2003年北京春理综卷27、 27．（18分）根据试题要求填空或作图。
（1）图1为多用电表的示意图，其中S、K、T为三个可调节的部件，现用此电表测量一阻值约为20~30Ω的定值电阻，测量的某些操作步骤如下： ①调节可调部件
,使电表指针停在
位置； ②调节可调部件K，使它的尖端指向
位置； ③将红、黑表笔分别插入“+”、“－”插孔，笔尖相互接触，调节可调部件
，使电表指针指向
位置。 （2）在用多用表测量另一电阻的阻值时，电表的读数如图2所示，该电阻的阻值为
Ω。 T S K 15 图1 ×1k 15 20 20 图2 S 左端的“0”
Ω挡的×1 T 右端的“0” 20.0k （写成20k给分） 2006年天津理综卷22(2) 、 （2）一多用电表的电阻档有三个倍率，分别是×1、×10、×100。用×10档测量某电阻时．操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小。为了较准确地进行测量，应换到
档。如果换档后立即将表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是
。若补上该步骤后测量，表盘的示数如图。则该电阻的阻值是
Ω。 ∞ 1k 500 0.05 V Ω ×100 重新调零 2.2k 例3、
如图所示，是一个量程为5mA的电流改装成的欧姆表，电池电势ε＝1．5V。改装后，将原电流表5mA刻度处的刻度确定为0位置。在图中括号内标出欧姆表的＋、－插孔。若在两表笔之间接入一未知电阻Rx时，表针恰好指在刻度盘正中位置，则Rx=________。 1 2 3 4 5 0 mA Rx (
) 解：欧姆表的红表笔跟表内电池的负极相连。 中值电阻 300 Ω 例4、
如图是把量程为3mA的电流表改装成欧姆表的示意图,其中E=1.5 V, 改装结束后将原电流表3mA刻度处定为零阻值位置,则2mA刻度处应标多少欧姆?
1 mA刻度处应标多少欧姆? mA 0 1 2 3 E
中值电阻R中=E/Ig =1.5 / 0.003
IX=E/(RX+ R中)
R1=1000 Ω 例5、
如图是一个万用表的刻度盘，当万用表选择开关置于“30mA”档时，测出的电流强度为
；当选择开关置于“12V”档时，测出的电压为当选择开关置于“×100 Ω”档时，测出的电阻为
。 0 3 6 100Ω 20.0mA 8.0V 5KΩ 2006年重庆卷22(1)、 22.(17分) (1)用已调零且选择旋钮指向欧姆挡“×10”位置的多用电表测某电阻阻值，根据题图1所示的表盘，被测电阻阻值为
Ω。若将该表选择旋钮置于1 mA挡测电流，表盘仍如题图1所示，则被测电流为
mA。 0.05 V ∞ 1k 500 Ω 图1 220 0.40 小结 1、万用表测电阻的测量原理：闭合电路欧姆定律 2、欧姆表盘刻度的原理 ①原理: ②满偏电流对应
为0 ③半偏电流对应 ④电流为0对应电阻为∞ RX与I是一一对应 刻度线不均匀 3、测电阻、电流、电压时，电流均从红表笔流入万用表 参考：Ω表原理图
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欧姆表是直接测量电阻值的仪表。它是根据闭合电路的欧姆定律制成的。
欧姆表简介
直接测量电阻值的仪表。它是根据闭合电路的欧姆定律制成的。如图所示，Rx是被测电阻，G是表头，内阻为Rg，ε是干电池，其端压为U，RΩ是电阻。当被测电阻Rx接在A、B两端时，表头电流为I，当U、RΩ、Rg一定时，I只随Rz变化，对应于每个Rz总有一个确定的I值，由I值就可求出Rz。把Rz的数值刻在刻度盘的相应位置上，则可直接读出被测电阻的欧姆数。欧姆表的刻度特点是：①电阻数值越大，在刻度盘上所对应的刻度越靠左。这是因为Rz越大，I就越小。②刻度的划分不是均匀的，越向左边越密。这是因为I与Rz的关系不成正比。③当Rz=RΩ+Rg时，I/Ig=1/2(Ig为表头的量程)，这时指针恰好指在刻度盘中间，(RΩ+Rg)叫做欧姆表的中值电阻。中值电阻唯一地决定了欧姆表的刻度。采用不同的中值电阻，欧姆表有不同的量程。在万用表中，测量电阻的部分叫做欧姆档，一般有3～4个量程。欧姆表还设有调零电阻。[1]
欧姆表及刻度Rx的值对应一个I/Ig的值，这个值实际意义是唯一决定表针的位置．当I/Ig=1时，表针指最右端，I/Ig=1/2时，表针指刻度盘中心处，等等．即每个Rx决定一个I/Ig的值，而每个I/Ig决定一个表针的位置，如果两个欧姆表有不同的（R+Rg）的值，同一个Rx就对应不同的I/Ig，即对应不同的表针的位置．它们的刻度情况就不一样，反之；只有两个欧姆表的（R+Rg）的值相等．它们的刻度就完全相同．（可共用一个刻度盘）、欧姆表的（R+Rg）叫它的中值电阻，也就是中值电阻唯一决定了欧姆表的刻度盘．中值电阻一经确定，刻度盘的刻度全盘定局．当Rx的值分别为R中的2倍、3倍、4倍……时，
中的电流I分别为满度电流Ix的1/3、 1/4、 1/5……即电表指针的偏转角度为满刻度时的1/3、1/4、1/5……当Rx的值分别为R中的1/2、1/3、1/4时，电表指针的偏转角度分别为满偏时的2/3、3/4、4/5……所以，欧姆表的表盘的刻度是不均匀的。
欧姆表特征
欧姆表的刻度特点与电流表和电压表不同，欧姆表有以下几个显著特点：
（1）电流表和电压表刻度越向右数值越大，欧姆表则相反，这是因为Rx越小I越大造成的．当Rx=∞时（断路电路），I=0，则在最左端；当Rx=0时（两表笔短接）I为Ig，电流表满刻度处为“0”在最右端．
（2）电流表和电压表刻度均匀．欧姆表刻度很不均匀，越向左越密．这是因为在零点调正后，E、R、Rx都是恒定的，I随而变．但他们不是简单的线性比例关系．所以表盘刻度不均匀．
（3）电流表和电压表的刻度都是从0到某一确定值，因此，每个表都有确定的量程．而欧姆表的刻度总是从0→∞Ω．这是否说明所有欧姆表都有相同的刻度？是否欧姆表不存在量程的问题?不是的．下面会对这两个问题分别进行分析．
(4)电流表和电压表在使用时都需要电路连接（即串联或并联），但欧姆表可以不用连接电路而直接读取其示数。
欧姆表范围
虽然任何欧姆表的测量范围都是从0→∞Ω，但越向左刻度越密．中值电阻为100Ω的欧姆表当Rx在200Ω以上时，读数已很困难，当Rx为1000Ω时．已无法读数了．要想准确地测出大电阻，应换用一个中值电阻较大的欧姆表（就是换挡）．为了使欧姆表各挡共用一个标尺，一般都以R×1中值电阻为标准，成10倍扩大．例如R×1挡中值电阻R中=10Ω，R×10挡为100Ω，R×100Ω挡为1000Ω等，依次类推，扩大欧姆表的量程就是扩大欧姆表的总内阻，实际是通过欧姆表的另一附加电路来实现。
欧姆表误差
欧姆表的示值误差对分度均匀的和．示值越大则相对误差越小，对欧姆表的总内阻等于标尺的中值电阻R中时，用微分法可导出△R/R=（△x/L）[（R中-R）2/（R中×R）+4].（2）（2）式中字母表示意义如图2所示。当R=R中时误差最小，所以为测得较准确的结果．应尽可能利用标尺的中部。
欧姆表使用
欧姆表操作步骤
（1）选挡：把选择开关旋到欧姆挡上，并根据估测电阻的大小，选择好选择开关的量程。
（2）调零：把两支表笔相接触，调整欧姆挡的调整旋钮，使指针指在电阻刻度的零位上。(注意电阻挡的零位在刻度的右端)
（3）测量(读数)：把两支表笔分别与待测电阻的两端相接，进行测量，指针示数乘以倍率数，即为待测电阻的阻值。
（4）实验完毕，应将两表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡。如果欧姆表长期不用，应取出表内的电池。
（5）欧姆表内电池的电动势E，内阻r，用久后会改变数值，会造成测量误差变大。此时，测量电阻不够准确，较准确测量电阻应使用电路法。[2]
欧姆表使用注意事项
（1）用欧姆表测电阻，每次换挡后和测量前都要重新
LU-DP4智能电流、电压、欧姆表
（2）测电阻时待测电阻不仅要和电源断开，而且要和别的元件断开．
（3）测量时注意手不要碰表笔的金属部分，否则将人体的电阻并联进去，影响测量结果．
（4）合理选择量程，使指针尽可能在中间刻度附近，参考指针偏转在R中/5→5R中的范围（或电流表指针偏转满度电流的1/3～2/3）．若指针偏角太大，应改接低挡位，反之就改换高挡位．读数时应将指针示数乘以挡位倍数．
（5）实际应用中要防止超量程，不得测额定电流极小的电器的电阻（如的内阻）．
（6）测量完毕后，应拔出表笔，选择开关置于 OFF挡位置，或最高挡；长期不用时，应取出电池，以防电池漏电．
（7）欧姆表功能:测量电阻、测二极管正负极。
（8）用法:最好指针打到中间将误差减小。
（9）欧姆表的选挡：
从理论上讲，欧姆表可直接测量从零至无限大之间任何阻值的电阻，但由于面板刻度的不均匀(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比较准确地读出被测电阻的数值(测量误差很大)。当Rx=R内时，即在中值附近时，指针偏角与Rx的关系比较接近线性，刻度较均匀，因此具体测量时，最好使指针位于中央附近，这就是选挡的依据。
在使用欧姆表前，首先应估测待测电阻的大小，选择合适的挡位(通常按大量程挡向小量程挡次序选择)。如果选择的挡不合适，则应重新选挡。即若指针偏角较小，则应选倍率高一挡的挡位，反之则选低一挡的挡位。每次换挡需重新调零后方可进行测量。[2]
阎金铎,姜璐,崔华林．《中国中学教学百科全书·物理卷》：沈阳出版社，1991
贺双桂等．《高中数理化生公式定理图解》 ： 广西师范大学出版社 ，2009
中国电子学会（Chinese Instit...
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