11.5多用電表的使用講義高二上學(xué)期物理人教版

多用電表的使用多用電表是一個(gè)使用功能較多的電學(xué)測量儀器，能夠測量交直流電壓和電流，以及電阻，在使用上，通常電壓、電流的測量和讀數(shù)難度不大，較為復(fù)雜的是歐姆檔的原理和使用，接下來我們來詳細(xì)學(xué)習(xí)一下多用電表。多用電表的外部結(jié)構(gòu)測量擋位交流電壓、電流（刻度盤均勻，從左向右增大）直流電壓、電流（刻度盤均勻，從左向右增大）電阻（刻度盤不均勻，從左向右減?。┱{(diào)零旋鈕機(jī)械調(diào)零旋鈕紅黑表筆斷路，此時(shí)判斷指針是否指向最左，若不是則手動旋轉(zhuǎn)旋鈕使指針指向最左。歐姆調(diào)零旋鈕紅黑表筆短接，此時(shí)判斷指針是否恰好指向最右（歐姆刻度盤0刻度，其他刻度盤滿偏），若不是則手動旋轉(zhuǎn)歐姆調(diào)零旋鈕使指針恰好指向最右。歐姆檔歐姆檔內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡化電路圖歐姆檔測量原理想要測量待測電阻的阻值，基于電路中電阻、電壓和電流三者的關(guān)系，因此設(shè)計(jì)歐姆檔電路時(shí)需要有：靈敏電流計(jì)（測量電流）電源（提供電壓）滑動變阻器（保護(hù)電路、歐姆調(diào)零）將這些電路元件串接，得到基本關(guān)系E=I(令：R則：E=I(進(jìn)一步寫為：I=我們發(fā)現(xiàn)：待測電阻Rx與靈敏電流計(jì)的讀數(shù)I呈一定的函數(shù)關(guān)系，基于電表改裝經(jīng)驗(yàn)，我們只要替換一下表盤便能將靈敏電流計(jì)改裝為電阻表。R但是與電流表和電壓表改裝不同的是Rx與I并不是線性關(guān)系，也就是二者不能在坐標(biāo)軸上表達(dá)為直線。同時(shí)，二者的反比關(guān)系也就決定了：表盤讀數(shù)變化相反。靈敏電流計(jì)表盤從左到右增大，而電阻表從左到右減小，也就驗(yàn)證了在斷路時(shí)，歐姆檔的表盤指向∞，而當(dāng)紅黑表筆短接時(shí)待測電阻為零，靈敏電流計(jì)指向最大刻度。歐姆檔表盤刻度不均勻。我們假設(shè)電源電動勢E=3V，內(nèi)阻R內(nèi)=1Ω，則：R借助軟件，我們畫出Rx與I的函數(shù)圖像借助軟件，我們也可以算出Rx與I的對應(yīng)值當(dāng)I值均勻變化時(shí)，對應(yīng)的Rx呈現(xiàn)不均勻的趨勢，這些數(shù)據(jù)都注定了電阻表刻度盤不會均勻。歐姆檔使用步驟第一步：機(jī)械調(diào)零：紅黑表筆斷路，此時(shí)判斷指針是否指向最左，若不是則手動旋轉(zhuǎn)旋鈕使指針指向最左第二步：選擇適當(dāng)倍率，歐姆調(diào)零：紅黑表筆短接，此時(shí)判斷指針是否恰好指向最右（歐姆刻度盤0刻度，其他刻度盤滿偏），若不是則手動旋轉(zhuǎn)歐姆調(diào)零旋鈕使指針恰好指向最右第三步：測量電阻：讀數(shù)時(shí)，指針應(yīng)在刻度盤的1/3~2/3范圍內(nèi)，否則適當(dāng)調(diào)整倍率：（若偏轉(zhuǎn)過大，則待測電阻較小，換用更小的倍率；偏轉(zhuǎn)過小，則待測電阻較大，換用更大的倍率）注意：每次更換倍率后都要進(jìn)行歐姆調(diào)零。第四步：測量結(jié)束后，拔出表筆，將檔位調(diào)整到“OFF”檔或者交流電壓最高檔。中值電阻的計(jì)算進(jìn)行歐姆調(diào)零時(shí)，我們知道電阻表盤指針打到最右段，指針指向0刻度，也即是靈敏電流計(jì)的滿偏電流Ig，則Ig此時(shí)可以表達(dá)為：I所謂的中值電阻指的是使指針指向刻度盤中央的待測電阻Rx值，這個(gè)值有一定特殊性，我們來探討一下。進(jìn)行歐姆調(diào)零時(shí)，我們知道電阻表盤指針打到最右段，指針指向0刻度，也即是靈敏電流計(jì)的滿偏電流Ig，則Ig此時(shí)可以表達(dá)為：I那么當(dāng)指針指向刻度盤中央時(shí)，靈敏電流計(jì)達(dá)到半偏，此時(shí)測得的電流為1/2Ig，可以表達(dá)為：1（1）（2）式聯(lián)立作商，得到：R也就是說此時(shí)測得的Rx值是刻度盤中央讀數(shù)，與電阻表內(nèi)阻恰好相等，于是歐姆檔表盤還告訴我們一個(gè)信息，就是：中值電阻即為歐姆檔內(nèi)阻。同理，可計(jì)算1/3Ig、2/5Ig時(shí)，Rx與內(nèi)阻的關(guān)系。一般化，可計(jì)算a/bIg（a<b）時(shí)，Rx與內(nèi)阻的關(guān)系：R誤差分析因?yàn)樵谑褂眠^程中，由于電路元件的老化，電源電動勢會減小，內(nèi)阻變大，因此產(chǎn)生測量誤差，下面具體看一下這些影響會使測量產(chǎn)生怎樣的誤差？電源電動勢減小第一種理解方式：R電源電動勢減小會使得靈敏電流計(jì)未能達(dá)到滿偏，即使在歐姆調(diào)零使指針打到最右，測量的電流值仍是偏小的，導(dǎo)致測量的電阻偏大，即：R測>R真。第二種理解方式：如下圖所示，電源電動勢減小會使得靈敏電流計(jì)未能達(dá)到滿偏，則指針的變化范圍為綠色箭頭范圍，對