内容正文:
专题一 指针式万用表测量电阻(教案)-《电气测量技术》(第2版) 高教社-专题复习讲练测
一、考纲解读
1.掌握指针式万用表的结构、表盘刻度特征,深刻理解测量电阻的工作原理,熟练记忆使用万用表测量电阻的操作要求及故障排除方法。
2.具备运用所学知识分析实际测量问题的能力,能够正确、规范地使用指针式万用表完成电阻测量操作,并能针对测量过程中出现的故障进行有效排查 。
3.培养严谨认真的科学态度和安全规范的操作意识,强化理论联系实际的思维能力。
二、知识点梳理
一、识--认识指针式万用表
1.结构
指针式万用表虽然造型各异,但结构大致相似。下面以常见的MF47型指针式万用表为例介绍,如图 1-1-2 所示。
2.表盘与刻度
MF47 型指针式万用表的表盘与刻度含义如图1-1-3 所示。
二、探--探究指针式万用表测量电阻的工作原理
如图 1-1-4 所示,利用一只灵敏的磁电式直流电流表( 微安表 )作为表头,这时外部没有电流通入,因此必须使用表内部电池作为电源(当使用Rx10k挡时,需外装9V电池供电)。测量原理是用伏安法测电阻,将测量时用的电压固定,以电流值的大小去反映被测阻值的大小,当微小电流通过表头时,电流表指针就发生偏转,从而根据偏转刻度,确定被测阻值的大小。
但表头不能通过大电流,所以,必须在表头并联合适的电阻进行分流。设外接的被测电阻为Rx从电路结构可知,流过电流表的电流与被测电阻Rx并不是线性关系,所以表盘上电阻刻度是不均匀的。阻值越小,回路中的电流越大,指针的摆动越大,因此电阻挡的零刻度在表盘的最右端,读数顺序是自右向左。
三、做--使用指针式万用表测量电阻
使用指针式万用表测量电阻的方法
1.机械调零,选择适当的量程
首先进行机械调零,使指针指在零位。将量程转换开关置于电阻挡( Ω)合适的量程。电阻挡的量程有Rx1、Rx10、Rx100、Rx1k、Rx10k等,测量前根据预估的被测阻值,选择合适的量程。
2.电阻调零
把 红、黑表笔短接,调节电阻调零旋钮,使指针指到电阻标尺的零刻度上(当无法调节到零刻度时,则应更换电池)。
1.什么是合适的量程?
万用表的合适量程示意图如图 1-1-5 所示。
① 所选量程一般以测量稳定后,指针停在中线左右、满量程的 1/3~2/3 位置为合适。
② 测量电阻时,如果指针太靠近“0”,则要减小量程;如果指针太靠近“∞”则要增大量程。③ 特别注意每次更换新的量程时,在正式测量之前必须先进行电阻调零。
2.注意事项
① 测量时被测电阻要与原电路断开,被测电阻不能有并联支路,不可带电测量。
② 不要同时用手接触电阻两侧导电部分,以免影响测量结果,如图 1-1-6所示。
③ 测量结束后,要将量程转换开关置于 OFF 挡或交流电压最高挡位,以防两表笔万一短接,不仅消耗内部电池,严重时还会损坏表头。
四、修--指针式万用表测量电阻时的故障排除
① 检修时,应先打开万用表后盖,观察有无明显的元件烧坏或导线脱焊等现象,然后根据原理图分析、判断。
② 各挡位故障排除后,应做一次全面检查。看表内有无脱焊、漏焊、碰线,有无异物落入等;随后合起万用表后盖拿在手中上下左右摇晃几下,再做基本挡位的检测,如电阻挡能否调零等。
③ 检修万用表时,应先对简单、明显的部分进行修理,再根据原理图维修较复杂的部分。此外应先检查熔断器、电池容量或有无明显断线,注意有无隐患。只要能认真分析、理解万用表的基本原理与特点,就能做到有的放矢、得心应手,达到事半功倍的效果。
三、真题练讲
1.(2021年山东省统一考试)指针式万用表测量电阻的电路中,表头的满偏电流与测量电阻量程的关系是( )
A. 满偏电流越大,量程越大
B. 满偏电流越大,量程越小
C. 两者无关系
D. 满偏电流与量程成反比
答案:B
解析:满偏电流越大,相同电源电动势下,能测量的电阻值越小,即量程越小。
2.(2021年山东省统一考试)指针式万用表测量电阻时,测量原理中涉及的变量不包括( )
A. 电源电动势
B. 表头内阻
C. 被测电阻两端电压
D. 回路电流
答案:C
解析:测量原理基于欧姆定律,主要涉及电源电动势、表头内阻、回路电流和被测电阻,不直接涉及被测电阻两端电压。
3.(2021年浙江省统一考试)指针式万用表测量电阻时,若更换不同量程,需要重新进行( )
A. 机械调零
B. 欧姆调零
C. 电压调零
D. 电流调零
答案:B
解析:更换不同量程的电阻档,内部电路总电阻改变,需重新进行欧姆调零,使表笔短接时指针指到电阻零刻度。
4.(2020年山东省统一考试)指针式万用表测量电阻的电路中,表头的偏转角度与( )成正比
A. 被测电阻值
B. 电源电压
C. 回路电流
D. 表头内阻
答案:C
解析:表头本质是电流表,其偏转角度与通过的电流成正比,测量电阻时即与回路电流成正比。
5.(2019年河南省统一考试)指针式万用表测量电阻时,若测量某电阻,指针指在刻度盘中间位置,说明该电阻阻值( )
A. 等于表头内阻
B. 等于调零后内阻
C. 大于调零后内阻
D. 小于调零后内阻
答案:B
解析:根据测量原理,指针指在刻度盘中间位置时,被测电阻阻值等于调零后万用表内部电路的总电阻(调零后内阻)。
四、限时练讲
1.指针式万用表测量电阻的工作原理中,电源的稳定性对测量结果( )
A. 无影响
B. 有影响,电源电压越高测量越准确
C. 有影响,电源电压不稳定会使测量结果不准确
D. 有影响,电源电压越低测量越准确
答案:C
解析:电源电压不稳定,会导致回路电流不稳定,从而使测量结果不准确。
2.指针式万用表测量电阻时,若量程选择合适,但指针偏转角度过大,说明被测电阻阻值( )
A. 较大
B. 较小
C. 适中
D. 无法判断
答案:B
解析:量程合适时,指针偏转角度过大,说明回路电流较大,根据欧姆定律,被测电阻阻值较小。
3.使用指针式万用表测量电阻前,不需要进行的操作是( )
A. 机械调零
B. 欧姆调零
C. 检查表笔连接
D. 测量电源电压
答案:D
解析:测量电阻前,需进行机械调零、欧姆调零以及检查表笔连接是否正确,不需要测量电源电压。
4.用指针式万用表测量电阻时,应将被测电阻( )
A. 直接接入电路测量
B. 与电源断开后测量
C. 与其他元件并联测量
D. 与其他元件串联测量
答案:B
解析:测量电阻时,为避免电路中电源及其他元件影响,应将被测电阻与电源断开后测量。
5.指针式万用表测量电阻时,选择量程的正确方法是( )
A. 随意选择
B. 先选大量程,若指针偏转小再换小量程
C. 先选小量程,若指针偏转大再换大量程
D. 直接选中间量程
答案:B
解析:先选大量程,若指针偏转小,说明量程过大,再换小量程,可避免因量程选择不当损坏表头且保证测量精度。
6.测量电阻时,若指针式万用表的指针在刻度盘上摆动不稳定,可能原因是( )
A. 量程选择不当
B. 表笔接触不良
C. 电池电压过高
D. 表头损坏
答案:B
解析:表笔接触不良,会导致电路连接不稳定,使指针在刻度盘上摆动不稳定。
7.指针式万用表的表盘上,用于测量电阻的符号是( )
A. V
B. A
C. Ω
D. mV
答案:C
解析:在电学中,“Ω”是电阻的单位欧姆,所以指针式万用表表盘上“Ω”表示电阻测量档位;“V”代表电压,“A”代表电流,“mV”是毫伏,用于表示电压的较小单位。
8.指针式万用表的表头是( )
A. 磁电系测量机构
B. 电磁系测量机构
C. 电动系测量机构
D. 感应系测量机构
答案:A
解析:指针式万用表的表头主要采用磁电系测量机构,它利用永久磁铁的磁场与通有电流的线圈相互作用产生转动力矩,使指针偏转来指示测量值 ;电磁系、电动系、感应系测量机构一般不用于万用表表头。
9.不同量程的电阻档,指针式万用表内部电路有何区别?
答案:不同量程的电阻档,内部限流电阻不同。量程越大,限流电阻阻值越大。通过改变限流电阻阻值,改变测量电路总电阻,从而改变回路电流,以适应不同范围的电阻测量。而电源、表头及调零电路基本相同。
10.使用指针式万用表测量电阻前,需要进行哪些准备工作?
答案:①机械调零:测量前,观察指针是否指在电流零刻度位置,若未指零,用螺丝刀调节机械调零旋钮使指针归零。②欧姆调零:选择电阻档量程后,将红、黑表笔短接,调节调零旋钮,使指针指向电阻刻度盘的零刻度位置。③检查表笔连接:确保红、黑表笔正确插入相应插孔,且连接牢固。④断开被测电阻电源:将被测电阻与电路中的电源断开,避免电源影响测量结果。
五、学法建议
重点复习知识点:
1.指针式万用表主要由表头、转换开关、测量电路和表笔构成。表头是灵敏电流计,通过电流使指针偏转;转换开关用于选择测量项目(电压、电流、电阻等)与量程。
2.电阻刻度:标有 “Ω” 符号,刻度不均匀,左密右疏,零位在刻度盘最右端,无穷大位在最左端。
3.基本原理:基于欧姆定律,内部构成欧姆表电路。表内干电池为电源,与表头、限流电阻、被测电阻构成闭合回路。
请同学们多结合实际操作,加深对理论知识的理解;操作需要反复练习,加深记忆;要注意安全,避免发生意外。
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