(一)测量直流电流的原理

一般表头都用微安表(10^-6A)，如果要测量各种不同数量级的电流强度就必须选取不同数值的分流电阻与做多用表的表头分别并联，从而扩大了表头的量程。在图1中，R_g为多用表的表头内阻，I_g为多用表头的电流量程，又称表头灵敏度(即微安表的满刻度电流)，I₀为所设计的电流量程。将转换开关K转到毫安挡位置时，电阻R₁+R₂与表头并联，根据欧姆定律可知：

(1)

当I_g、R_g已知时，便可根据所设计的量程I₀由公式(1)计算出分流电阻(R₁+R₂)的数值。表头与(R₁+R₂)并联构成了一个毫安表，由于此毫安表又是下面各挡改装的基础，我们在图14-1中特别用虚线框出来。需要说明的是在直流电流挡的电路中的电位R₁当做一固定电阻，但在电阻挡中它有重要的用途。

(一)原理

　多用电表(通常叫万用表)能够测量直流电流、直流电压、电阻、交流电压等，并且每种测量都有几个量程．多用电表具有用途多、量程广、使用方便等优点，因而有广泛的应用．

　多用电表由一只灵敏的直流电流表(表头)与若干元件组成测量电路，每进行一种测量时，只使用其中一部分电路，其他部分不起作用．下面通过一个具体实例说明它的原理．

　问题

　现有一表头，满偏电流I_g=500微安，内阻R_g=200欧．用它作多用电表的表头，要求多用电表具有下列各项量程：

　(1)0-1毫安的直流电流挡．

　(2)0-10毫安的直流电流挡．

　(3)0-50伏的直流电压挡．

(4)0-500伏的直流电压挡．

(5)内阻为1．5千欧的电阻挡．

　应该怎样设计这个简易多用电表的整个电路呢？

　直流电流挡

　直流电流挡的电路如图2-48所示．当公共端与1mA端接入被测电路中时，量程为I₁=1毫安．当公共端与10mA端接入被测电路中时，量程为I₂=10毫安．

　当公共端与1mA端接入被测电路时，电阻R₁和R₂串联．再与表头内阻R_g并联．由并联电路中的电流分配关系可以求出

　当公共端与10mA端接入被测电路时，电阻R₁与表头支路的电阻R_g+R₂并联．由并联电路的特点可知

I_g(R_g+R₂)=(I₂-I_g)R₁．

　代入I_g=500×10^-6安，I₂=10×10^-3安，R_g=200欧，可得

R₂+200欧=19R₁． (2)

　由(1)(2)两式可解得

R₁=20欧

R₂=180欧．

　直流电压挡

　直流电压挡的电路如图2-49所示．当公共端与50V端接入被测电路时，量程为U₁=50伏．当公共端与500V端接入被测电路时，量程为U₂=500伏．虚线框内相当于表头．表头的内阻R′_g为R_g=200欧与R₁+R₂=200欧并联的总电阻，R′_g=100欧．表头的满偏电压U_g=I_gR_g=500×10^-6×200伏=0.1伏．

　当公共端与50V端接入被测电路时，由串联电路的电压分配关系可得

　当公共端与500V端接入被测电路时，由串联电路的电压分配关系可得

多用电表作直流伏特表和直流安培表用时，其红黑表笔应分别接待测电路的正负极。那么，当它作欧姆表用时，为什么要将红表笔连其内部电池E的负极(或黑表笔连E的正极)呢？这是教学中的疑难问题。

请看图1所示的示教板，当多用电表作直流伏特表或直流安培表用时，表内的电池E均被搁置不用。此时红表笔直接(或间接)连入表头(电流表G)的正端，而黑表笔则连入表头的负端。这样，在测试中，将红黑表笔分别接入待测电路的正负极时，电流将从红表笔流入，依次流经表头的正负端，均可使表针正常偏转，即向右偏转

当多用电表作欧姆表用于测电阻时，因有内部电池E而形成闭合电路。由于红表笔另一端与其内部电池E的负极相连，这样电流仍然从红表笔流入，依次流经表G的正负端并使表针正常偏转。

　可见，多用电表不管是作直流电压表、直流电流表用，还是作欧姆表用，在其测试过程中有一个共同点，就是电流方向总是从红表笔流入的。这就决定了它作欧姆表用时，红表笔的另一端必须连在内部电池的负极。这一点需在理解的基础上牢牢记住。

　可能要问：因待测电阻并无正负极性，那么，当多用电表作欧姆表用时为什么要记住红黑表笔的极性呢？诚然，对于无极性的一般电阻的测试来说，红黑表笔的极性是无实际意义的。但是，我们还可能遇到一些有极性电阻的测试，有如晶体二极管和晶体三极管的PN结的电阻是有极性的，其正向电阻甚小而反向电阻却很大。为粗测晶体管的好坏就必须注意欧姆表两表笔的正负极性。

　也可能问：多用电表作欧姆表用时，若其内部电池的极性位置不动，而将红黑表笔互换一下位置，不就轻易地变成了红表笔接电池的正极了吗？要注意，多用电表除表头公用之外，两根表笔也是公用的。若测电阻时两表笔互换了位置，那么改测直流电压或电流时又要将两表笔互换回来。如此将两表笔换来换去，不仅使用不便，还可能因疏忽一时忘记交换表笔而造成误测以至损坏电表。

　还可能问：多用电表作欧姆表用时，若红黑表笔位置不动，而将内部电池的正负极位置交换一下，或者干脆将电池取出与待测电阻R_x直接串联，如图2所示。不是也可满足红表笔接电池正极的要求吗？如果将其内部电池正负极交换位置，在测电阻时，闭合电路的电流将从红表笔流出，恰与表G的正负端反向，表针将向左偏，在表盘上将无法指示读数；如果像图2那样将电池取出进行测试，虽然具有测试的等效性，且满足了红表笔接电池正极的要求，但多了一个外加电池这个包袱，给测试增加不少麻烦，岂不“削足适履”！

可知，现有多用电表内部电池的正负极性与红黑表笔的连接是合理的，属最佳选择。

主要教学过程

多用电表的原理和使用

2.难点是误差的相对性。

1.重点是使学生掌握引起测量误差的原因及减小误差的方法。

(1)了解用伏安法测电阻，无论用“内接法”还是“外接法”，测出的阻值都有误差，懂得误差的产生是由于电压表的分流或电流表的分压作用造成的。

(2)会根据给出的具体数据考虑选用什么规格的仪器。

(3)知道欧姆表测电阻的原理。

27．降水变率是降水平均偏差与多年平均降水量的百分比，是衡量降水稳定程度的指标。读我国某地降水变率等值线的分布图(下图)，回答下列问题。(12分)

(1)由图中降水变率等值线的分布分析，降水变率分布较明显的规律是什么? (2分)

(2)试分析A、B两地的降水变率较小的主要原因。(2分)

(3)人与自然应该和谐发展。该地区最大的生态环境问题是什么？试分析该问题产生的人为原因。(4分)

(4) C地所在地形区是　　 　。试分析该地区泥石流等地质灾害较少发生的原因。(4分)

湖南省长沙市一中2009-2010年高三第三次月考

26．请分析下列材料，回答问题。(18分)

　 　材料一：干旱灾害是我国最主要的自然灾害之一。据统计，自然灾害中85%为气象灾害，而干旱灾害又占气象灾害的50%左右。

材料二：中国各地降水季节分配表(占年总量的百分比)

　 　材料三：我国部分地区干旱灾害分布区域图

(1)我国水资源时空分布的特点是什么？(3分)

(2)图中ABC是我国三个干旱严重地区，分别说明干旱形成的季节及原因。(7分)

(3)我国①②两地全年降水比较丰富但干旱严重，简要分析造成两地干旱的主要原因。(4分)

(4)描述干旱灾害在我国的时空分布特点并分析造成干旱灾害多发的主要原因。(4分)

24.读“我国东南部地区某月等温线和年降水量分布图”，回答下列问题。(10分)

(1)甲图为　　　　　 (1、7)月等温线，判断理由是　　　　　　　 。(2分)

(2)比较乙图中①、②两地的年降水量大小，并分析原因。(2分)

(3)比较甲图中①、③两地的该月平均气温大小，并分析原因。(2分)

(4)图中④、⑤两地适合晒盐的是　　　 地，原因是　　　　　　　　　 。(4分)