普通高中課程標準實驗教科書《物理》選修3-1(人教版)第2章第8節(jié)“多用電表”中有一個多量程多用電表示意圖如圖1(見該書第68頁)。問：

1.開關S調到哪兩個位置上多用電表測量的是電流?

2.調到哪兩個位置上多用電表測量的是電壓?

3.調到哪兩個位置上多用電表測量的是電阻?

4.在測量電流或電壓時，兩個位置中哪一個的量程比較大?

 

 

圖1

答：1：1和2; 2：5和6; 3：3和4; 4. 1或6

如何設計一個多量程多用電表并進行調試?

參考某多用表的表盤，如圖2，設多用表的表頭的量程為1， 內阻為100，電流表的量程分別為10和250，電壓表的量程分別為10和250，測電阻檔分別為和，求：多用表中各電阻的阻值和電池的電動勢。

 

 

 

圖2

一、設計

1.電流表

當開關S接1時，電流表量程為250，，

 

當開關S接2時，電流表量程為10，，

解得：，(取2位小數(shù)，下同)或，。

 

在識別電壓檔或電阻檔時，可以把虛線框內的看作電流表，該電流表的量程為I=10，內阻為R=，或

， 電壓量程為。

2.電壓表

當開關接5時，電壓表量程為10V，， 解得;

當開關接6時，電壓表量程為250V，， 解得;

3.歐姆表

當開關接4時，歐姆表為檔，中值電阻為(參見圖2)，設電池電動勢為1.5V，內阻可忽略，當兩表筆短接時，則，，

 

當開關接3時，歐姆表為檔，中值電阻為

(參見圖2)，如仍用1.5V電池，則當兩表筆短接時，電流僅為

，電流表不能達到滿偏，設電池電動勢為15V，內阻可忽略，當兩表筆短接時，則，。

將以上計算結果填入電路中，如圖3

 

 

圖3

二、實驗調試

1.電流表

設置電流為的電路，如電池電動勢為1.5V，無內阻，接一個150的電阻，如圖4所示。

 

 

 

圖4

把開關S接檔，把上述電路斷開，接在多用電表的的+、-表筆間，如圖5所示，由于接入多用表后改變了待測電路的電流，要重新調整待測電路的電阻，使電流仍為，從圖5看到，此時電阻已調到140。表頭讀數(shù)為1，可換算為10。

 

 

 

圖5

把開關S接

檔，把上述電路斷開，接在多用電表的的+、-表筆間，如圖6所示，由于接入多用表后改變了待測電路的電流，要重新調整待測電路的電阻，使電流仍為，從圖6看到，表頭讀數(shù)為40， 可換算為10.

 

 

 

圖6

2.電壓表

把開關S接10V檔，在電壓表的+、-表筆間接入一個電動勢為9V、內阻不計的電池，表頭的讀數(shù)為900，如圖7所示。因為表頭的讀數(shù)為1mA時，作為電壓表的讀數(shù)為10V，所以此時，電壓表的讀數(shù)為9V。

 

 

 

圖7

把開關S接250V檔時，用來測同一電池，表頭的讀數(shù)為36，如圖8，作為電壓表，讀數(shù)應為，正確。

 

 

 

圖8

3.歐姆表

電阻檔：把開關S接檔，把歐姆表的+、-表筆短接，調整電阻R4，使電流表讀數(shù)為滿偏電流1mA， 此時電阻為，如圖9所示。

 

 

 

圖9

在歐姆表的+、-表筆間接入一個阻值為150的電阻，調節(jié)電阻，使表頭的讀數(shù)為500，此時，如圖10所示。因為表頭的讀數(shù)正好為滿偏電流1mA的一半，所作為歐姆表的讀數(shù)為中值電阻150，正確。

 

 

 

圖10

用同樣的方法，把開關S接的電阻檔，首先把兩表筆短接，電流表正好滿偏，當把1500的電阻接在兩表筆之間時，表頭的讀數(shù)為500，如圖11，作為歐姆檔，就是1500了，正確。

 

 

 

圖11

這樣，一個多量程多用電表就完成了，它的結構如圖12所示。

 

 

圖12

還可以做成量程更多、用途更廣的多用表，原理和方法相同。

如果表頭的滿偏電流和內阻變化，其它電阻的阻值也發(fā)生變化，計算方法是一樣的。

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