第3節(jié)科學(xué)測量：用多用電表測量電學(xué)量
電壓可直接用電壓表測量，電流可直接用電流表測量，是否有一種儀器可用以測量電壓、電流和電阻呢？本節(jié)學(xué)習(xí)使用多用電表直接測量電壓、電流和電阻這些電學(xué)量。
電壓表是依據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點，由電流計改裝而成的； 電流表是依據(jù)并聯(lián)電路的分流特點，由電流計改裝而成的。那么，能否利用電流計設(shè)計出直接測量電阻的儀器呢
電壓表、電流表和歐姆表有著共同的組成部分——小量程的電流計。能否將這三種表的測量功能結(jié)合起來，制作一個能直接測量電壓、電流、電阻的儀器呢？答案是肯定的，多用電表就是這樣一種測量儀器。 多用電表也稱“ 萬用表 ”，是一種集測量電壓、電流和電阻等功能于一體的儀器。它具有用途廣、量程大、使用方便等優(yōu)點，在科學(xué)實驗、生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛。
圖 4-12 是指針式多用電表的外形圖。表的上半部是表盤，該多用電表的表盤上有三條刻度線，最上方的刻度線為電阻示數(shù)，中間的刻度線為直流電壓、直流電流和交流電壓示數(shù)，最下方的刻度線表示量程為 2.5 V 的交流電壓示數(shù)。表的下半部有選擇開關(guān)，可選擇歐姆擋（Ω）、直流電流擋（mA）、直流電壓擋（V）和交流電壓擋（ ），歐姆擋上的數(shù)值表示倍率，其他擋位的數(shù)值表示量程，測量時要注意量程和最小分度值。另外，還有標(biāo)有正、負的測試筆插孔，機械調(diào)零及歐姆調(diào)零旋鈕等。
在測量電流時，若選擇開關(guān)對應(yīng)的量程為100 mA，指針位置如圖 4-14 所示。看第二排刻度線（ 可參考第三排數(shù)字 ），由此量程可確定刻度每大格值為 20 mA，每小格值為 2 mA，即測量精度為 2 mA。由于指針位置接近 92 mA，所以電流測量值為 92 mA。請思考，第二排刻度線中為何標(biāo)出三排數(shù)字？
在測量電阻時，若選擇倍率“×10”，指針位置如圖 4-15 所示?？吹谝慌趴潭染€，由刻度 10～15 有 5 小格，可確定每小格值為 1。由 指 針 位 置 可 讀 得 刻 度 值 為 10.6， 倍 率 為“×10”，電阻測量值為 106 Ω。
隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，數(shù)字式多用電表（ 圖 4-16）逐漸得到了廣泛使用。數(shù)字式多用電表利用了數(shù)字電路技術(shù)，具有多方面的優(yōu)點：測量值以數(shù)字形式直接顯示，讀數(shù)準確，可靠性好；體積小，質(zhì)量輕，操作便捷；擋位多，功能全，適用性廣等。
3.用多用電表測量電學(xué)量
（1）用多用電表測量電路元件的電壓值。 （2）用多用電表測量電路元件的電流值。 （3）用多用電表測量電阻的電阻值。
多用電表、不同阻值的電阻、學(xué)生電源、小燈泡、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線等。
多用電表的核心是一個直流靈敏電流計 G，即表頭。表頭與電阻、開關(guān)等組成不同的測量電路。 圖 4-17 是一種測量直流電流、電壓和電阻的多用電表原理示意圖。
用多用電表測直流電流和電壓的原理，實質(zhì)上就是我們學(xué)過的分流和分壓原理。在圖 4-17 中，若將選擇開關(guān)撥至觸點“1”或“2”，可構(gòu)成不同量程的電流表；若將選擇開關(guān)撥至觸點“3”或“4”，可構(gòu)成不同量程的電壓表；若將選擇開關(guān)撥至觸點“5”，可構(gòu)成歐姆表。
（1）用多用電表測量電路元件的電壓值 ①按圖 4-18 所示電路圖連接實驗器材，給小燈泡供電。 ②觀察多用電表指針是否在零刻度。若不在零刻度，則用螺絲刀轉(zhuǎn)動機械調(diào)零旋鈕，使指針停于左端零刻度。 ③將多用電表的選擇開關(guān)旋至直流電壓擋，使其量程大于小燈泡兩端電壓的估計值。 ④將兩表筆分別接觸燈泡兩端的接線柱，讀出小燈泡兩端的電壓。
（2）用多用電表測量通過電路元件的電流值參照圖 4-18 所示電路圖，寫出用多用電表測量小燈泡工作時電流值的實驗步驟，并完成相關(guān)操作。 （3）用多用電表測量電阻的電阻值 ①檢查多用電表指針是否仍在左端零刻度。 ②估測待測電阻的電阻值，將多用電表的選擇開關(guān)旋至合適倍率的歐姆擋。 ③將黑、 紅表筆短接， 調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在右端電阻零刻度處。
④將表筆搭在待測電阻兩端，讀取被測電阻的阻值。通常電阻上的標(biāo)稱值與測量值之間有誤差，算出對應(yīng)的相對誤差。 ⑤實驗完成之后，將表筆從插孔拔出，并將選擇開關(guān)旋到“OFF”位置或交流電壓最高擋；若長期不用，應(yīng)取出電池。
與同學(xué)分享測量結(jié)果，討論多用電表的使用方法、讀數(shù)要領(lǐng)、實驗誤差及如何應(yīng)用于實際生活等方面的問題。請測量二極管的正、反向電阻，討論并體會二極管的單向?qū)щ娦浴?br/>（2）多用電表使用的注意事項 測試前，先檢查指針是否指在左端“0”刻線，若沒有，則要機械調(diào)零。測電阻時還要歐姆調(diào)零。測試時，手不要碰表筆的金 屬觸針，以保證安全和準確測量。測電壓時，紅表筆接觸點的電勢高于黑表筆接觸點的電勢；測電流時，電流應(yīng)從紅表筆流入電表。
能提出并準確表述在實驗中可能遇到的物理問題；會寫實驗步驟，能用多用電表測量電壓、電流和電阻，能注意實驗安全；能分析實驗數(shù)據(jù)，測得相關(guān)電學(xué)量，會分析實驗誤差；能撰寫完整的實驗報告，在報告中能呈現(xiàn)設(shè)計的實驗步驟、實驗表格，以及數(shù)據(jù)分析過程和實驗結(jié)論，能有針對性地反思交流過程與結(jié)果。 注意提升實驗數(shù)據(jù)讀取能力、聯(lián)系實際的能力及交流討論能力。 ——科學(xué)探究
取兩根長 8 ～ 10 cm、內(nèi)徑約 2 cm、兩端開口的玻璃管（ 或塑料管 ），先將兩玻璃管的一端用塞子堵住，分別注入自來水、鹽水，再用塞子堵住另一端。在兩端塞子上插入針或硬導(dǎo)線作為引線。 估計自來水和鹽水的電阻值（ 或測試 ），選取合適倍率的歐姆擋。 用多用電表分別測量自來水和鹽水的電阻（圖 4-19）， 驗證你所估計的電阻值和所選擇的倍率擋的準確程度
1. 請撰寫“ 用多用電表測量電學(xué)量 ”的實驗報告，注意在報告中呈現(xiàn)設(shè)計的實驗步驟、實驗表格，以及數(shù)據(jù)分析過程和實驗結(jié)論，并有針對性地討論測量時的注意事項。
2. 甲、乙兩位同學(xué)使用多用電表歐姆擋測同一個電阻時，都把選擇開關(guān)旋到“×100”擋，并能正確操作。他們發(fā)現(xiàn)指針偏角太小，于是甲把選擇開關(guān)旋到“×1 k”擋，乙把選擇開關(guān)旋到“×10”擋，但乙重新歐姆調(diào)零，而甲沒有。兩個同學(xué)的選擋誰正確？操作誰正確？為什么？
3. 關(guān)于多用電表表盤上的刻度線，下列說法正確的是 A. 直流電流刻度線和直流電壓刻度線都是均勻的，可以共用一個刻度盤 B. 電阻刻度是不均勻的 C. 電阻刻度上的零刻度與直流電流的最大刻度線相對應(yīng) D. 電阻刻度上的零刻度與直流電流的零刻度線相對應(yīng)
4. 在使用多用電表測電阻時，要先將兩表筆短接，調(diào)節(jié)表上歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指到表盤上電阻的示數(shù)為 處。測量某電池的路端電壓時，要將紅表筆接到電池的極；測量電流時，要使電流由 表筆流入多用電表。
5.在如圖所示電路的三根導(dǎo)線中，有一根是斷的，電源、電阻 R?和 R? 以及另外兩根導(dǎo)線都是好的。為了查出斷導(dǎo)線，某同學(xué)想先將多用電表的紅表筆連接電源的正極 a，再將黑表筆分別連接電阻器 R? 的 b 端和 R?的 c 端，并觀察多用電表指針的示數(shù)在下列選擋中，符合操作規(guī)程的是 A. 直流 10 V 擋 B. 直流 0.5 A 擋 C. 直流 2.5 V 擋 D. 歐姆擋
（2）若是選用量程為 50 mA 的電流擋測量電流，則所測電流為 mA ；若是選用量程為 250 mA 的電流擋測量電流，則所測電流為 mA。 （3）若是選用量程為 10 V 的電壓擋測量電壓，則所測電壓為 V。

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