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第十一章 電路及其應用
11.5實驗：練習使用多用電表
多用電表是一種多功能儀表，簡單的多用電表可用來測量直流電流、直流電壓、交變電流、交變電壓以及電阻。
一、認識多用電表
電阻的刻度線
直流電流、
電壓刻度線
歐姆調零旋鈕
紅、黑表筆插孔
直流電壓擋
直流電流擋
選擇開關
歐姆擋
指針定位螺絲
交變電壓2.5V的刻度線
交流電壓擋
二、使用多用電表
（1）機械調零：使用前，應觀察指針是否指電表的左側零刻度（即電阻的無窮大處），如果有偏差，調節定位螺絲，使指針指到零刻度。
1.使用規則
（2）選擇開關：使用時，先將選擇開關旋轉到與被測物理量對應的位置上，并選擇合適的量程。
（3）關閉旋鈕：使用完畢，把選擇開關旋轉到OFF或交流電壓最高擋，拔出表筆。如果長期不用，將電池取出。
2.測量小燈泡的電壓
（1）將紅、黑表筆分別插入“+”“-”插孔。
（2）選擋：按如圖所示連好電路,將多用電表選擇開關置于直流電壓擋,注意選擇大于小燈泡兩端電壓估計值的量程。
（3）測量：用兩支表筆分別接觸燈泡兩端的接線柱，注意紅表筆接觸點的電勢應該比黑表筆高。
（4）讀數：根據表盤上相應量程的直流電壓刻度進行讀數，記錄小燈泡兩端的電壓值。
（1）斷開電路開關，把小燈泡的一個接線柱上的導線卸開。
（2）選擋：將多用電表的選擇開關旋至直流電流擋，注意選擇大于通過小燈泡電流估計值的量程。
（3）測量：把多用電表從導線斷開處串聯在電路中，注意電流應該從紅表筆流入多用電表。
（4）讀數：閉合開關，根據表盤上相應量程的直流電流刻度進行讀數，記錄流過小燈泡的電流值。
3.測量通過小燈泡的電流
（1）確認量程和精確度
4.電壓擋和電流擋的表盤讀數
量程 10mA 250V
總格數
每個格代表的值
精確度
資料
0.2mA
50
0.2mA
5V
50
5V
（2）讀數規則：
①精確度尾數為“1”時，在精確位后加一位估讀數。
②精確度尾數為“2”或“5”時，保留到與最小刻度位數相同即可。
若精確度為0.02A，則讀到小數點后兩位，如：0.34A、0.45A等；
若精確度為0.1A，則應讀到小數點后兩位，如：0.20A、0.32A等；
若精確度為0.5A，則讀到小數點后一位，如：1.2A、2.0A等。
4.電壓擋和電流擋的表盤讀數
例1：用已調零的多用電表測量直流電路中的電壓和電流，旋鈕分別置于10 mA擋測電流，2.5V擋測電壓，50V擋測電壓，指針位置如圖所示，則每個擋位的精確度及測量值分別為多少？
　 　　　 精確度 測量值
10mA擋
2.5V擋
50V擋
0.05V
0.2mA
3.4mA
0.85V
1V
17.0V
資料
（2）歐姆調零: 將紅、黑表筆直接接觸，調整歐姆調零旋鈕，使指針指在歐姆零刻度線（右側零位置）。改變不同倍率的歐姆擋后，要重新歐姆調零。
（1）選擇倍率: 測電阻時選擇合適的倍率，以使指針落在刻度盤的中間區域，若不知道待測電阻的估計值，可以先用中等倍率的某個歐姆擋試測，再根據指針偏轉情況選擇合適的倍率。
（3）測量:斷開電阻與其它電路連接；將紅黑表筆分別接在待測電阻兩端，不能用手接觸金屬桿。
5.測量電阻
（4）讀數:電阻值＝表盤指針示數×倍率。
例：如圖所示為多用電表的刻度盤。若選用倍率為“×100”的電阻擋測電阻時，表針指示如圖所示，則：
(1)所測電阻的阻值為________ Ω；如果要用此多用電表測量一個阻值約為2.0×104 Ω的電阻，為了使測量結果比較精確，應選用的歐姆擋是________(選填“×10”“×100”或“×1 k”)。
900
×1 k
(2)用此多用電表進行測量，當選用量程為50 mA的電流擋測量電流時，表針指于圖示位置，則所測電流為________ mA；當選用量程為250 mA的電流擋測量電流時，表針指于圖示位置，則所測電流為________ mA。(3)當選用量程為10 V的電壓擋測量電壓時，表針也指于圖示位置，則所測電壓為________ V。
31.5
158
6.3
（1）二極管特性：二極管具有單向導電性．如圖所示，電流從正極流入時電阻很小，從負極流入時電阻很大．
6.二極管的特性與測量
①選擋調零：將選擇開關置于歐姆擋，紅、黑表筆直接接觸，調節歐姆調零旋鈕，然后斷開表筆。
②測量讀數：如圖所示，將兩表筆分別接觸二極管的兩端，讀出電阻值；變換表筆和二極管的連接方式，讀出電阻值。
③判斷正負：電阻值較小的一次，黑表筆所接的一端是二極管的正極；電阻值很大的一次，紅表筆所接的一端是二極管的正極。
阻值較小
阻值很大
（2）測量
指針偏轉過大或過小
選倍率
歐姆調零
測量
指針偏轉
讀數
測電阻
合適
機械調零
置OFF擋
測直流電壓、電流
選量程
測量
指針偏轉
合適
讀數
指針偏轉過小
使用多用電表步驟
三、數字式多用電表
數字式多用電表的測量值以數字形式直接顯示，使用方便。數字式多用電表內裝有電子電路，除可測電壓、電流和電阻外，還可以測量其他多種物理量。
1．“電學黑箱”的種類一般有四種：（1）純電阻黑箱；（2）純電源黑箱；（3）由電阻和電源組成的閉合電路黑箱；（4）含電容器、二極管的黑箱。
四、解決電學黑箱問題
2．常見元件的特性及測量現象
元件 特性
不分極性，正向、反向電阻大小相等
單向導電性，正向、反向電阻差值很大
直流電路中相當于斷路，歐姆表測量時指針先偏轉，又回到“∞”刻度
提供電壓，用電壓表測量，如果在兩測量點間電壓最大，說明兩點間有電源
3．用多用電表探測黑箱內的電學元件的基本思路
例1：現有一個電學黑箱，有A、B、C、D四個接線柱，如圖所示．若用多用電表的電壓擋和電阻擋分別做三次測量，發現兩接線柱間測量結果如下：UAB＝UAC＝UAD＝1.5 V；UBC＝UBD＝UCD＝0；RBC＝4 Ω，RBD＝3 Ω，RCD＝5 Ω.試判斷箱內電路的最簡結構(電阻無并聯的情況)．
例2、如圖所示方框內有三個電學元件，用多用電表電壓擋測量a、b、c、d任意兩點間的電壓均為零。用歐姆擋測量：
①紅表筆接a，黑表筆接b，測出一定電阻值；②紅表筆接a，黑表筆接d，測出的電阻值比(1)中測到的電阻值大；③紅表筆接b，黑表筆接a，歐姆表指針幾乎不偏轉；
④紅表筆接c、黑表筆接d和紅表筆接d、黑表筆接c測出的電阻值相同；
⑤b、c之間，不管表筆如何，測到的電阻均為零。請畫出方框內的電路。
解析：由①③可知，a、b之間有二極管，且b接二極管的正極；由①②可知d、a之間比b、a之間多出電阻；由④可知c、d之間有電阻；由⑤可知b、c之間是導線。綜合以上可得方框內三個電學元件的連接如答案圖所示。
1、判斷電路故障常用多用電表的電壓擋，因為操作既簡便又安全，但要注意量程的選取。可分以下三種情況作出判斷：（1）如果電壓表讀數為零，說明可能在和電壓表并聯的路段之外有斷路，或該并聯路段完全短路。（2）如果電壓表有示數，說明在和電壓表并聯的電路之外無斷路，且該并聯路段內正常或不完全短路。（3）如果電壓表示數等于電源電動勢，說明可能和電壓表并聯的電路間有斷路，而該并聯路段之外的電路無斷路。
五、電路故障的分析與檢測
2、若用電流表判斷，則必須確定電流的最大值不能超出電流表的量程，否則會損壞電流表。3、利用歐姆擋檢測時要謹慎，必須確認無電壓的情況下使用，而且要將待測元件與電路斷開。
例：如圖所示的電路中，1、2、3、4、5、6為連接點的標號。在開關閉合后，發現小燈泡不亮。現用多用電表檢查電路故障，需要檢測的有：電源、開關、小燈泡、3根導線以及電路中的各連接點。
(1)為了檢測小燈泡以及3根導線，在連接點1、2已接好的情況下，應當選用多用電表的 ________擋。在連接點1、2同時斷開的情況下，應當選用多用電表的________擋。
直流電壓
歐姆
(2)在開關閉合的情況下，若測得5、6兩點間的電壓接近電源的電動勢，則表明__________________可能有故障。(3)若不存在(2)中故障，將小燈泡拆離電路，寫出用多用電表檢測該小燈泡是否有故障的具體步驟。
答案:(3)①將選擇開關調到歐姆擋；②將紅、黑表筆短接，檢查歐姆擋能否正常工作并進行歐姆調零；③測量小燈泡的電阻。如果電阻無窮大，表明小燈泡有故障。
開關或連接點5、6
解析:(1)當連接點1、2已接好時，電路中已有電壓存在，故需用直流電壓擋來檢測電路。當連接點1、2同時斷開時，電路中沒有電源提供電壓，要檢測電路故障，只有通過測各段電路的電阻是否異常，故采用多用電表的歐姆擋。(2)當電路中兩點間有電壓時，這表明在此兩點之外的電路與電源兩極是連通的。當測出兩點間電壓等于電源電壓而又確定電路故障是斷路引起時，就可以確定斷路位置在此兩點之間。
1、下列關于用多用電表歐姆擋測電阻的說法中正確的是(　　)
A.測量電阻時，如果指針偏轉過大，應將選擇開關S撥至倍率較小的擋位，重新調零后測量；
B.測量電阻時，如果紅、黑表筆分別插在負、正插孔，則會影響測量結果；
C.測量電阻時，必須斷開與外電路的連接，再進行測量；
D.測量阻值不同的電阻時都必須重新調零。
AC
隨堂練習
2、用多用電表測量阻值為幾十千歐的電阻Rx。S為電表的選擇開關，P為歐姆擋調零旋鈕。從以下操作步驟中，選擇必要的步驟，并排出合理順序:　　　　　。(填步驟前的字母)
A.旋轉S至歐姆擋“×1k”；
B.旋轉S至歐姆擋“×100”；
C.旋轉S至“OFF”擋,并拔出兩表筆；
D.將兩表筆分別連接到Rx的兩端,讀出阻值后,斷開兩表筆；
E.將兩表筆短接,調節P使指針對準刻度盤上歐姆零刻度,斷開表筆。
AEDC
3、如圖為一正在測量中的多用電表表盤。
①若用“×100”擋測電阻，則讀數為　 Ω。
②若用直流1 mA擋測電流，則讀數為　 mA。
③若用直流5V擋測電壓，則讀數為　　　V。
資料
700
0.68
3.40
4、某照明電路出現故障，如圖，該電路用標稱值為6V的蓄電池為電源，導線及接觸點完好。維修人員使用已調好的多用電表直流“10 V”擋檢測故障。他將黑表筆接在c點，用紅表筆分別探測電路的a、b兩點。
(1)斷開開關，紅表筆接a點時，多用電表讀數為5.80 V，說明　　　(選填“蓄電池”“保險絲”“開關”或“小燈泡”)正常。
(2)紅表筆接b點，斷開開關時，表針不偏轉，閉合開關后，多用電表示數仍然為5.80 V，可判定發生故障的器件是　　　　(選填“蓄電池”“保險絲”“開關”或“小燈泡”)。
小燈泡
蓄電池
5、圖甲為多用電表的示意圖，現用它測量一個阻值約為20 Ω的電阻和探測電路。(1)測量步驟如下：①將選擇開關旋轉到“Ω”擋的________(填“×1”“×10”“×100”或“×1 k”)位置，并進行歐姆調零。
×1
②將紅、黑表筆分別與待測電阻兩端相接觸，若電表讀數如圖乙所示，該電阻的阻值為________ Ω。
19.0
(2)探測對象為如圖丙所示的黑箱，箱內有一節干電池、一個電阻、一個晶體二極管和一個電容器，箱外有4個接線柱，分別標為1、2、3、4，相鄰兩個序號間只有一個元件。
①若用多用電表確定元件的位置，應使用多用電表的________(填下述擋位的序號)進行試測。A．直流10 V電壓擋 B．直流1.5 V電壓擋C．歐姆擋 D．直流電流擋②試測后，用直流1.5 V電壓擋進一步測量，測量結果記錄如下：
紅表筆位置 1 1 1
黑表筆位置 2 3 4
示數 1.5V 0 0
A
確定電源位置后，去掉電源，應用多用電表的________擋進行測量。結果如下：
歐姆
③根據以上結果，在圖丙虛線框中畫出電路圖。
答案　(1)①“×1”　②19.0(2)①A?、跉W姆　③如圖所示
解析　(1)根據電阻的估計值，選“×1”擋可以使指針指在表盤中央附近，由多用電表直接讀數得電阻的測量值為19.0 Ω。
(2)已知電路中有一節干電池，應用電壓擋試測，為避免試觸時電壓表反接而損壞電壓表，應采用較大量程試測。確定電源的正、負極位置后，可以利用1.5 V擋測量。1、2之間直接測量為1.5 V，說明電壓表測量值為電源電動勢，且1接電源正極。去掉電源后，應用歐姆擋檢測電路，紅表筆在多用電表內部接電源負極，紅表筆接1，黑表筆接2、3、4顯示電阻很大，說明二極管處于反接狀態；黑表筆接1，紅表筆接4顯示電阻很小，說明二極管處于1、4之間，且處于導通狀態；而紅表筆接3、黑表筆接1顯示電阻較小，說明3、4間有電阻存在；由于電容器的充電，導致紅表筆接2、黑表筆接1時先有電阻，然后變為無窮大，說明在2、3間有電容器。

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