普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)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(guān)S調(diào)到哪兩個位置上多用電表測量的是電流?
2.調(diào)到哪兩個位置上多用電表測量的是電壓?
3.調(diào)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(shè)計一個多量程多用電表并進行調(diào)試?
參考某多用表的表盤，如圖2，設(shè)多用表的表頭的量程為1， 內(nèi)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(shè)計
1.電流表
當(dāng)開關(guān)S接1時，電流表量程為250，，
當(dāng)開關(guān)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(nèi)的看作電流表，該電流表的量程為I=10，內(nèi)阻為R=，或
， 電壓量程為。
2.電壓表
當(dāng)開關(guān)接5時，電壓表量程為10V，， 解得;
當(dāng)開關(guān)接6時，電壓表量程為250V，， 解得;
3.歐姆表
當(dāng)開關(guān)接4時，歐姆表為檔，中值電阻為(參見圖2)，設(shè)電池電動勢為1.5V，內(nèi)阻可忽略，當(dāng)兩表筆短接時，則，，
當(dāng)開關(guān)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(dāng)兩表筆短接時，電流僅為
，電流表不能達到滿偏，設(shè)電池電動勢為15V，內(nèi)阻可忽略，當(dāng)兩表筆短接時，則，。
將以上計算結(jié)果填入電路中，如圖3
圖3
二、實驗調(diào)試
1.電流表
設(shè)置電流為的電路，如電池電動勢為1.5V，無內(nèi)阻，接一個150的電阻，如圖4所示。
圖4
把開關(guān)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(diào)整待測電路的電阻，使電流仍為，從圖5看到，此時電阻已調(diào)到140。表頭讀數(shù)為1，可換算為10。
圖5
把開關(guān)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(diào)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(guān)S接10V檔，在電壓表的+、-表筆間接入一個電動勢為9V、內(nèi)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(guān)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(yīng)為，正確。
圖8
3.歐姆表
電阻檔：把開關(guān)S接檔，把歐姆表的+、-表筆短接，調(diào)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(diào)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(guān)S接的電阻檔，首先把兩表筆短接，電流表正好滿偏，當(dāng)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(jié)構(gòu)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(nèi)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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