内容正文:
第5节 实验:练习使用多用电表
第十一章 电路及其应用
1.了解多用电表的表盘及测量功能,会根据需要正确选择测量挡位。
2.会使用多用电表测量电压、电流和电阻。
3.通过测量晶体二极管正、反向电阻,了解晶体二极管的单向导电性。
4.了解数字式多用电表的特点。
学习目标
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CONTENTS
知识点
01
实验能力自测
02
目录
3
知识点
1
知识点二 使用多用电表
知识点一 认识多用电表
知识点三 用多用电表测二极管的正、反向电阻
知识点四 用多用电表检测电路故障
知识点五 使用多用电表探索电学黑箱
目录
4
知识点一 认识多用电表
1.指针式多用电表
如图所示是一种指针式多用电表的外形图,表的上半部分为______,下半部分是____________,开关周围标有测量功能的区域及量程。
表盘
选择开关
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知识点
2.数字式多用电表
如图所示是某种数字式多用电表,数字式多用电表的测量值以数字形式直接显示,使用方便。数字式多用电表内部装有电子电路,除可测电压、电流和电阻外还可测量其他多种物理量。
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知识点
知识点二 使用多用电表
1.使用步骤
(1)使用前,应调整__________________,使指针指到______零刻度。这一步又称为“机械调零”。
(2)使用时,应先将____________旋转到与被测物理量对应的位置上,并选择合适的量程。
(3)使用完毕,应将选择开关旋转到_________位置。
指针定位螺丝
左端
选择开关
OFF
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知识点
2.使用多用电表测量电压、电流和电阻
(1)测量小灯泡的电压,如图所示。
①选择____________挡合适的量程,并将选择开关旋至相应位置。
②将多用电表______在待测电路两端,注意红表笔接触点的电势应比黑表笔接触点的电势___。
③根据表盘上相应量程的直流电压刻度读出电压值,读数时注意______刻度所表示的电压值。
直流电压
并联
最小
高
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知识点
(2)测量通过小灯泡的电流,如图所示。
①选择____________挡合适的量程,并将选择开关旋至相应位置。
②断开电路开关,把小灯泡的一个接线柱上的导线卸开,把多用电表______在电路中, 注意电流应从_________流入多用电表。
③读数时,根据表盘上相应量程的直流电流刻度进行读数,要认清刻度盘上的最小刻度。
直流电流
串联
红表笔
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知识点
(3)测量电阻
①选挡:估计待测电阻的大小,旋转选择开关,使其尖端对准电阻挡的合适倍率。选择倍率时,应使表针尽可能指在刻度盘的中间区域。
②欧姆调零:将红、黑表笔______,调节欧姆调零旋钮,使指针在表盘右端“0”刻度处。
③测量读数:将两表笔分别与待测电阻的两端接触,读数乘______即为待测电阻阻值。
④测另一电阻时重复①②③三步。
⑤实验完毕:应将选择开关置于“_________”挡或交流电压最高挡。
短接
倍率
OFF
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知识点
3.注意事项
(1)使用前要进行机械调零。
(2)电流都是从红表笔流入,从黑表笔流出。
(3)测电阻时应注意
①测电阻必须把待测电阻隔离。
②牢记两个调零过程,切记换挡需进行欧姆调零。
③选择适当倍率的电阻挡,使指针落在刻度盘的中间区域。
④读数时应乘相应的倍率。
⑤电阻表的表盘刻度不均匀,一般不估读。
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知识点
4.多用电表的读数
(1)读数时要注意读表盘上的哪条刻度线。电阻挡刻度不均匀,读最上面一排刻度线;直流电流、直流电压刻度均匀,读中间刻度线。
(2)电压挡、电流挡的读数要看清选择开关所选择的量程,搞清楚每一小格表示多少及应读到的有效数字位数。
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知识点
例1 用如图所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T,请根据下列步骤完成电阻测量。
(1)旋动部件____________,使指针对准电流的“0”刻线。
解析 (1)多用电表使用前要旋转指针定位螺丝S进行机械调零,使指针对准电流的0刻线。
答案 (1)S
(2)将K旋转到电阻挡“×100”的位置。
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知识点
(3)将插入“+”“-”插孔的两表笔短接,旋动部件____________,使指针对准电阻的____________(选填“0刻线”或“∞刻线”)。
解析 将插入“+”“-”插孔的表笔短接,旋动欧姆调零旋钮T,使指针对准电阻的0刻线。
答案 T 0刻线
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知识点
(4)将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小。为了得到比较准确的测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤,并按____________的顺序进行操作,再完成读数测量。
A.将K旋转到电阻挡“×1 k”的位置
B.将K旋转到电阻挡“×10”的位置
C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D.将两表笔短接,旋动合适的部件,对电表进行校准
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知识点
解析 将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏角过小,则电阻阻值较大,说明所选挡位太小,为了得到比较准确的测量结果,应换用大倍率挡进行测量。应将K旋转到电阻挡“×1 k”的位置,然后将两表笔短接,旋动合适的部件,使指针指在电阻零刻度处,再将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接,因此合理的实验步骤顺序是ADC。
答案 ADC
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知识点
训练 在练习使用多用电表的实验中,某同学连接的电路如图所示。
(1)若旋转选择开关,使尖端对准直流电流挡,此时测得的是通过____________的电流。
(2)若旋转选择开关,使尖端对准直流电压挡,并将滑动变阻器的滑片移至最左端,此时测得的是____________两端的电压。
(3)若断开电路中的开关S,旋转选择开关使其尖端对准电阻挡,此时测得的是____________________的电阻。
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知识点
(4)在使用多用电表的电阻挡测量电阻时,下列说法
正确的是____________。
A.双手捏住两表笔金属杆,测量值将偏大
B.测量时发现指针偏离中央刻度过大,则必须减小
倍率,重新调零后再进行测量
C.选择“×10”倍率测量时发现指针位于20与30刻度
的正中间,则测量值小于250 Ω
答案 (1)R1 (2)R2或电源 (3)滑动变阻器R1接入电路的部分和R2串联 (4)C
解析 (1)多用电表作为电流表测电流时应与待测电阻串联,因此测的是通过R1的电流。
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知识点
(2)滑动变阻器的滑片移到最左端时,外电阻就剩一个
R2,此时多用电表测的是R2分得的电压或电源两端电压。
(3)断开开关,此时多用电表作为电阻表测量的是滑动
变阻器R1接入电路的部分与R2串联之后的总电阻。
(4)若双手捏住两表笔金属杆,测量值将是人体与待测
电阻并联之后的总电阻,测量值将偏小,选项A错误;测量
时发现指针偏离中央刻度过大,若偏转角过大,应减小倍率;若偏转角过小,应增大倍率,选项B错误;由于电阻表刻度线右侧稀、左侧密,选择“×10”倍率挡,在20与30刻度正中间的电阻值应小于250 Ω,选项C正确。
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知识点
知识点三 用多用电表测二极管的正、反向电阻
1.认识二极管:如图所示,它由半导体材料制成,左端为正极,右端为负极。
二极管的单向导电性:电流从正极流入时,二极管的电阻很小,电路导通;电流从负极流入时,二极管电阻很大,电流截止,因此二极管具有单向导电性。
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知识点
2.多用电表测二极管的正、反向电阻
(1)测二极管正向电阻:将多用电表的选择开关旋至低倍率的电阻挡,欧姆调零之后将黑表笔接触二极管的正极,红表笔接触二极管的负极。
(2)测二极管反向电阻:将多用电表的选择开关旋至高倍率的电阻挡,欧姆调零之后将黑表笔接触二极管的负极,红表笔接触二极管的正极。
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知识点
例2 某同学利用多用电表测量二极管的正向电阻。完成下列测量步骤:
(1)检查多用电表的机械零点。
(2)将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔,将选择开关拨至“×10”的倍率挡位上。
(3)将红、黑表笔短接,进行欧姆调零。
(4)测正向电阻时,将__________________(选填“红”或“黑”)表笔接二极管正极,将另一表笔接二极管负极。
(5)测量发现指针的偏角过大,为使测量比较精准,应将选择开关旋转到____________(选填“×1”或“×100”)的倍率挡位后,再次测量。
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知识点
(6)最后应将选择开关拨向____________位置。
(7)以上实验过程,缺少的实验步骤是________________________。
解析 (4)黑表笔接内部电源的正极,则测二极管正向电阻时,将黑表笔接二极管正极,红表笔接二极管负极。
(5)测量发现指针偏角过大,说明倍率挡选择过大,为使测量比较精准,应将选择开关旋转到“×1”的倍率挡位后,再次测量。
(6)最后应将选择开关拨向OFF位置。
(7)以上实验过程,缺少的实验步骤是:换挡后,必须重新进行欧姆调零。
答案 (4)黑 (5)“×1” (6)OFF (7)换挡后,必须重新进行欧姆调零
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知识点
知识点四 用多用电表检测电路故障
1.电压表检测法
若电路断路,将电压表与电源并联,若有电压说明电源完好,然后将电压表逐段与电路并联,若某一段电压表指针偏转,说明该段电路中有断点。若电路短路,则用电压表逐段与电路并联,某一段电压表示数为零,则该段电路被短路。
2.电阻表检测法
断开电路,用多用电表的电阻挡测量待测部分的电阻,若检测部分示数正常,说明两点间正常;若检测部分电阻很小(几乎为零),说明该部分短路;若检测部分指针几乎不动,说明该部分断路。
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知识点
例3 如图所示是某同学连接的实验实物图,A、B灯都不亮,他采用下列两种方法进行故障检查。
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知识点
(1)闭合开关,使用多用电表的直流电压挡进行检查,选择开关置于10 V挡。该同学测量结果如表1所示,在测试c、d间直流电压时,红表笔应接触____________(选填“c”或“d”)点。根据测试结果,可判断电路中一定存在的故障是____________。
A.灯A短路 B.灯B短路
C.cd段断路 D.df段断路
表1 表2
测试点 电压表示数
a、b 有示数
b、c 有示数
c、d 无示数
d、f 有示数
测试点 指针偏转情况
c、d
d、e
e、f
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知识点
答案 c D
解析 应用多用电表判断电路故障,首先要正确使用多用电表,对多用电表而言,电流应从红表笔流入该表内,由题图可知,c点电势高于d点电势,则红表笔应接触c点。由表1可知,d、f间有示数,则d—c—a—干电池—b—f间无断路,C错误;若仅灯A短路或灯B短路,不会造成A、B灯都不亮,A、B错误;若df段断路,则与测试结果相符,D正确。
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知识点
(2)将开关断开,再选择电阻挡测试,测量结果如表2所示,那么检查出的故障是____________。
A.灯A断路 B.灯B短路
C.灯A、B都断路 D.d、e间导线断路
答案 BD
解析 由表2可知,c、d间有一定的电阻但不是很大,灯A既不短路也不断路,A、C错误;d、e间存在大电阻,表明d、e间导线断路,D正确;e、f间电阻为零,则灯B短路,B正确。
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知识点
知识点五 使用多用电表探索电学黑箱
例4 (2026·河北衡水中学高二月考)如图甲所示,电学实验室的“黑盒子”表面有A、B、C三个接线柱,盒内总共有两个电学元件(一只定值电阻和一只半导体二极管),每两个接线柱之间最多连接一个元件。为了探明盒内元件的连接方式,小华同学用多用电表进行了如下探测:用多用电表电阻挡进行测量,把红、黑表笔分别与接线柱A、B、C连接,测量结果如表:
红表笔 A C C B A B
黑表笔 C A B C B A
阻值 有阻值 阻值同
A、C测
量值 很大 很小 很大 接近A、
C间电阻
在图乙虚线框中画出黑箱内的电路结构图。
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知识点
答案 见解析
解析 A、C与C、A之间电阻相同,说明A、C之间是定值电阻,在测量B、C之间电阻时,黑表笔接C时电阻很小,接B时电阻很大,说明B、C之间有二极管,而且C接二极管的正极,则电路如图所示。
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知识点
总结提升
1.探索黑箱时首先要用直流电压挡判断黑箱内有没有电源,然后再用电阻挡测量各个接线柱之间的正反向电阻,再根据测量电阻情况推测黑箱内部的组成。
2.各元件的判断方法
判断元件 应用挡位 现象
电源 电压挡 两接线柱正、反接时均无示数,说明无电源
电阻 电阻挡 两接线柱正、反接时示数相同
二极管 电阻挡 正接时示数很小,反接时示数很大
电容器 电阻挡 指针先指“0 Ω”后逐渐增大到“∞”,且越来越慢
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知识点
实验能力自测
2
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A
1.关于多用电表,下列说法中正确的是( )
A.测量电阻时每次换挡都需要欧姆调零
B.测量直流电压、直流电流时电流从“+”接线柱流入多用电表,测电阻时电流从“-”接线柱流入多用电表
C.测量电压、电流前要进行机械调零,测电阻时不需要进行机械调零
D.用电阻挡测电阻时,同一个挡位,被测电阻的阻值越大,指针向右转过的角度就越大
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实验能力自测
解析 测量电阻时每次换挡都需要欧姆调零,则A正确;测量直流电压、直流电流、电阻时电流都是从“+”接线柱流入多用电表,则B错误;多用电表使用前都需要进行机械调零,所以测电阻时也需要进行机械调零,则C错误;用电阻挡测电阻时,同一个挡位,被测电阻的阻值越大,指针向右转过的角度就越小,因为电阻越大,通过的电流越小,指针向右偏转越小,则D错误。
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实验能力自测
B
2.关于多用电表的使用,下列操作正确的( )
A.甲图,用多用电表直流电压挡测量小灯泡两端的电压
B.乙图,用多用电表直流电流挡测量通过小灯泡的电流
C.丙图,用多用电表电阻挡测量某未知电阻
D.丁图,用多用电表电阻挡测量二极管的反向电阻
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实验能力自测
解析 题图甲用多用电表直流电压挡测量小灯泡两端的电压,红、黑表笔接反,A错误;题图乙用多用电表直流电流挡测量通过小灯泡的电流,接法正确,B正确;题图丙用多用电表电阻挡测量某未知电阻,未知电阻应与电源断开,C错误;题图丁用多用电表电阻挡测量二极管的反向电阻,红、黑表笔接反,D错误。
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实验能力自测
3.(多选)(2025·福建三明市高二期中)在如图所示的电路中,闭合开关时,灯不亮,已经确定是灯泡断路或短路引起的,在不能拆开电路的情况下(开关可闭合,可断开),现用一个多用电表的直流电压挡、直流电流挡和电阻挡分别对故障电路做了如下检查并作出判断(如表所示):
次序 操作步骤 现象和结论
1 闭合开关,选直流电压挡,红、黑表笔分别接a、b 指针偏转,灯断路;指针不偏转,灯短路
2 闭合开关,选直流电流挡,红、黑表笔分别接a、b 指针偏转,灯断路;指针不偏转,灯短路
3 闭合开关,选电阻挡,红、黑表笔分别接a、b 指针不偏转,灯断路;指针偏转,灯短路
4 断开开关,选电阻挡,红、黑表笔分别接a、b 指针不偏转,灯断路;指针偏转最大,灯短路
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实验能力自测
以上操作和判断正确的是( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析 选直流电压挡时,红、黑表笔分别接高、低电势点,若指针偏转,说明a、b两点间有电压,其他地方完好而a、b之间有断路;若指针不偏转,说明a、b两点电势相等,a、b之间必短路,1正确;选直流电流挡时,指针若偏转说明有电流流过表头,而灯不亮,则灯必断路;若不偏转,a、b两点电势相等,灯必短路,2正确;选电阻挡时,已启用电阻表内电源,必须将电路电源断开,如指针不偏转,则说明灯泡和电阻表未形成通路,灯断路;当灯短路时,电阻表测量的是导线的电阻,电阻为零,所以指针偏转最大,故3错误,4正确,综上所述,A、B、D正确,C错误。
ABD
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实验能力自测
4.如图所示为多用电表的刻度盘。若选用倍率为“×100”的电阻挡测电阻时,表针指示如图所示,则:
(1)所测电阻的阻值为____________ Ω;如果要用此多用电表测量一个阻值约为2.0×104 Ω的电阻,为了使测量结果比较精确,应选用的电阻挡是____________(选填“×10”“×100”或“×1k”)。
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实验能力自测
(2)用此多用电表进行测量,当选用量程为
50 mA 的电流挡测量电流时,表针指于图示
位置,则所测电流为____________ mA;当选
用量程为 250 mA 的电流挡测量电流时,表
针指于图示位置,则所测电流为____________ mA。
(3)当选用量程为10 V的电压挡测量电压时,表针也指于图示位置,则所测电压为____________ V。
答案 (1)1.5×103 “×1k” (2)25.0(24.9~25.1均正确) 125 (3)5.0
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实验能力自测
解析 (1)由题图可知,电阻表的读数为15×
100 Ω=1.5×103 Ω;测2.0×104 Ω的电阻时,为
了使测量结果更加准确,应选“×1k”的电阻挡。
(2)选50 mA电流挡,则每一小格表示1 mA,测
量的精确度为1 mA,应估读到0.1 mA,指针对应的读数为25.0 mA;选择量程为
250 mA的电流挡,则每一小格表示5 mA,测量的精确度为5 mA,应估读到 1 mA,指针对应的读数为125 mA。
(3)选择10 V电压挡,则每一小格表示0.2 V,测量的精确度为0.2 V,应估读到0.1 V,指针对应的读数为5.0 V。
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实验能力自测
5.用多用电表的电阻挡测量阻值约为几十千欧的电阻Rx,以下给出的是可能的实验操作步骤,其中S为选择开关,P为电阻挡调零旋钮。
a.将两表笔短接,调节P使指针对准刻度盘上电阻挡的0刻度,断开两表笔
b.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出Rx的阻值后,断开两表笔
c.旋转S使其尖端对准电阻挡“×1 k”
d.旋转S使其尖端对准电阻挡“×100”
e.旋转S使其尖端对准交流500 V挡,并拔出两表笔
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实验能力自测
(1)选择正确的步骤并按合理的顺序填写在横线上____________。
(2)根据如图所示指针位置,此被测电阻的阻值约为____________ Ω。
答案 (1)cabe (2)30 000
解析 (1)测量几十千欧的电阻Rx,应选择
“×1k”挡位,使用前应先进行欧姆调零,然
后进行测量,使用完毕应将选择开关置于
OFF或交流电压最大值位置,故合理顺序为cabe。
(2)电阻表的示数乘以相应挡位的倍率即为待测电
阻的阻值,即Rx=30×1 kΩ=30 000 Ω。
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实验能力自测
6.指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。
(1)如图甲所示为某同学设计的多用电表的原理示意图。虚线框中S为一个单刀多掷开关,通过操作开关,接线柱B可以分别与触点1、2、3接通,从而实现使用多用电表测量不同物理量的功能。关于此多用电表,下列说法中正确的是____________(选填选项前面的字母)。
A.A接的是红表笔,B接的
是黑表笔
B.当S接1,是电压表
C.当S接2,是电阻表
D.当S接3,是电流表
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实验能力自测
(2)用实验室的多用电表进行某次测量时,指针在表盘的位置如图乙所示。若所选挡位为“直流10 mA”挡,则示数为____________ mA;若所选挡位为“直流50 V”挡,则示数____________ V。
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实验能力自测
(3)用表盘为图乙所示的多用电表正确测量了一个约15 Ω的电阻后,需要继续测量一个阻值约2 kΩ的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前,请选择以下必须的步骤,并按操作顺序逐一写出步骤的序号:____________。
A.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点
B.把选择开关旋转到“×100”位置
C.把选择开关旋转到“×1 k”位置
D.将红表笔和黑表笔接触
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实验能力自测
答案 (1)AC (2)5.4 27.0 (3)BDA
解析 (1)电流从红表笔流入多用电表,由电路中的电源可知,电流从A流入多用表,故A接红表笔,B接黑表笔,A正确;当S接1,电路中G表与电阻并联,故其改装后是电流表,B错误;当S接2,电路中有电源,是电阻表,C正确;当S接3,电路中有电阻与改装后的电流表串联,故改装后是电压表,D错误。
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实验能力自测
(2)“直流10 mA”挡,其分度值为0.2 mA,所以示数为5.4 mA;“直流50 V”挡,其分度值为1 V,所以示数为27.0 V。
(3)首先更换倍率,根据待测电阻的大小,应把选择开关旋转到“×100”位置。然后短接两表笔,调整欧姆调零旋钮,使指针指向电阻表盘的零刻度。故顺序为BDA。
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