(完整版)高中物理多用电表-知识点剖析

多用电表-知识点剖析一、电流表改装成欧姆表1.欧姆表的原理欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的,它的原理如图2-8-1所示,G是电流表(表头),内阻为Rg,满偏电流为Ig电池的电动势为E,内阻为r.电阻R是可变电阻,也叫调零电阻.图2-8-1当红、黑表笔相接时(图甲),相当于被测电阻Rg=0,调节R的阻值,使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(图乙)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Rx时(图丙),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Rx值,就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值.2.欧姆表的刻度(1)欧姆表的刻度不均匀图2-8-2欧姆表刻度能指示出电阻的数值,但刻度是不均匀的,如图2-8-2所示.靠右边的刻度稀,靠左边的刻度密,这是因为刻度是根据电流与电阻的对应关系刻出的,而接入不同的被测电阻Rx时,通过的电流Ix(Ix=xgRRRrE0)与Rx不是成比例关系,所以刻度是不均匀的.(2)中值电阻中值电阻:电流表的指针指到刻度盘的中央时所对应的Rx值叫中值电阻,R中=R内=Rg+r+R0.(3)由(1)(2)可知当Rx=2R内时,Ix=312内内RRE·内RE,指针指在31满偏处;当Rx=3R内时,Ix=413内内RRE·内RE,指针指在41满偏处;当Rx=nR内时,Ix=内内nRRE=内REn11,指针指在11n满偏处.二、多用电表多用电表能够测量直流电流、直流电压、电阻等.多用电表是由一只小量程的电流表与若干元件组成的.每进行一种测量时,只使用其中一部分电路,其他部分不起作用.现举一例说明.如图2-8-3所示为一多用电表的设计电路及各种量程.图2-8-3(1)当连接公共端与接头1时,为0—10mA直流电流挡.(2)当连接公共端与接头2时,为0—1mA直流电流挡.(3)当连接公共端与接头3时,为0—50V直流电压挡.(4)当连接公共端与接头4时,为0—500V直流电压挡.(5)当连接公共端与接头5时,是内阻为1.5kΩ的电阻挡.其中R1、R2、R3、R4阻值的计算,分别按照电流表分流、电压表分压原理算出.在电源内阻不计的前提下,由R5+R6+Rg=gIE可算出R5+R6的阻值.特别值得注意的是当分别接3、4、5接头时,小量程的电流表的内阻相当于Rg与R1+R2并联,满偏电流相当于表盘指示满偏刻度值的两倍.已知表头内阻、满偏电流、电源电动势时,算出的相关数值如下:已知:Ig=500μA,Rg=200Ω,E=1.5V求得:R1=20Ω,R2=180Ω,R3=49.9kΩ,R4=499.9kΩ,R5+R6=1.4kΩ电流挡、电压挡的刻度是均匀的,指针从左向右示数增大;欧姆表的刻度是非均匀的,指针从右向左示数增大.三、多用电表的使用多用电表的型号很多,但使用方法基本相同,请同学们注意以下几个问题.(1)表盘面上“＋”“-”插孔,表示直流电流挡、直流电压挡的正、负接线柱,因此,不管测什么项目,首先将红表笔插入“+”插孔,将黑表笔插入“-”插孔.那么用直流电流挡、直流电压挡时,电流从红表笔流入,从黑表笔流出;用电阻挡时由原理图可知,红表笔连接的是表内电源的负极,黑表笔连接的是表内电源的正极,因此,电流还是从红表笔流入,从黑表笔流出.(2)测量前,应把选择开关旋到相应项目的适当量程上,读数时要注意挡位与刻度盘的对应.直流电流挡、直流电压挡跟电流表和电压表的使用方法一样.要注意所选的量程应大于用电器两端电压的估计值或通过用电器电流的估计值.(3)欧姆挡的使用需要注意如下几点:①选挡接着调零(选挡的原则:指针越接近中值电阻,读数越精确);②换挡重新电阻调零;③示数要乘倍率;④用毕将选择开关拨离欧姆挡,一般旋至交流电压最高挡上或“OFF”挡上;⑤被测电阻要跟电源、其他元件分离.四、关于晶体二极管图2-8-4晶体二极管是用半导体材料制成的,它有两个极,一个叫正极,一个叫负极,它的符号如图2-8-4所示.晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向).当给二极管加正向电压时,它的电阻很小,电路导通(如图2-8-5甲所示);当给二极管加反向电压时,它的电阻很大,电路截止(如图2-8-5乙所示).图2-8-5