2019-2020学年高中物理 第二章 恒定电流 9 实验：练习使用多用电表课件 新人教版选修3-1.ppt

9实验:练习使用多用电表,一、实验目的1.学会用多用电表测量电压、电流、定值电阻。2.学会用多用电表测量二极管的正负向电阻,并据此判断二极管的正、负极。3.学会用多用电表探究黑箱问题。,二、实验原理1.使用多用电表的流程图,2.二极管具有单向导电性(1)晶体二极管是由半导体材料制成的,它有两个极,一个叫正极,一个叫负极,它的符号如图甲所示。(2)晶体二极管的正、反向电阻:晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向)。当给二极管加正向电压时,它的电阻(正向电阻)很小,电路导通,如图乙所示;当给二极管加反向电压时,它的电阻(反向电阻)很大,电路截止,如图丙所示。(3)判断二极管的正、负极:将多用电表的选择开关拨到欧姆挡,红、黑表笔接到二极管的两极上,当黑表笔接“正”极,红表笔接“负”极时,电阻示数较小,反之电阻示数很大,由此可判断出二极管的正、负极。,三、实验器材多用电表一只、干电池若干节、电阻箱多个、定值电阻多个、开关、小灯泡、二极管、简单电学黑箱一个(内有一个电阻和一个二极管)、导线若干。,四、实验步骤1.测量电流和电压(1)观察多用电表的外形,认识选择开关的测量项目及量程。(2)检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。若不指零,则可用小螺丝刀进行机械调零。(3)将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔。(4)按如图甲所示连好电路,将多用电表选择开关置于直流电压挡,测小灯泡两端的电压。(5)按如图乙所示连好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小灯泡的电流。(6)测量完毕,将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。,2.测量定值电阻(1)选择开关置于“”挡的“1”,短接红、黑表笔,调节欧姆调零旋钮,然后断开表笔。(2)将两表笔分别接触阻值为几十欧的定值电阻两端,读出指示的电阻值,然后断开表笔,再与标定值进行比较。(3)选择开关改置“100”挡,重新进行欧姆调零。(4)再将两表笔分别接触标定值为几千欧的电阻两端,读出指示的电阻值,然后断开表笔,与标定值进行比较。(5)测量完毕,将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。,3.判断二极管的正负极(1)选择开关置于“”挡的“1”,短接红、黑表笔,调节欧姆调零旋钮,然后断开表笔。(2)如图所示,将两表笔分别接触二极管的两端,读出指示的电阻值;将二极管的两端对调后与两表笔接触,读出指示的电阻值。(3)测量完毕,将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。(4)根据两次测量的电阻值大小判断二极管的正负极:电阻值较小的一次,黑表笔所接的一端是二极管的正极;电阻值较大的一次,红表笔所接的一端是二极管的正极。,4.探测黑箱内电路(内有一个电阻和一个二极管)(1)将多用电表选择开关旋转到直流电压挡,并置于500V量程,用多用电表测量黑箱任意两个接线柱间的电压,若均无示数,说明箱内不含电源。(2)先选定欧姆挡的某一较小的挡,两表笔短接,进行调零。然后,用欧姆挡测A、B间正反向电阻。若两次所测阻值相等,则表明A、B间只含有电阻。若一次测量电阻值较小,另一次较大,说明A、B间有二极管,且测量阻值较小时,与黑表笔接触的那一端为二极管的正极。,(3)用(2)的方法分别测量B、C和A、C间的电阻,判断哪两点间有二极管,哪两点间只有电阻。(4)根据前面所测结果,画出黑箱内电路。(5)测量完毕,将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。,【注意事项】(1)电流都是从红表笔流入,从黑表笔流出。(2)电压、电流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。(3)测电阻时注意:测电阻必须把待测电阻隔离。两个调零过程,切记换挡需进行欧姆调零。读数时应乘以相应的倍率。合理选择量程,使指针尽可能指在中值附近。欧姆表的表盘刻度不均匀,一般不估读。电池用旧后,电动势会变小,内电阻会变大,致使电阻测量值偏大,要及时换电池。,一、多用电表测量电阻的步骤与读数【例题1】用多用电表的欧姆挡测量阻值为几十千欧的电阻RX,以下给出的是可能的操作步骤,其中S为选择开关,P为欧姆挡调零旋钮。把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上。a.将两表笔短接,调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度,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使其尖端对准欧姆挡1kd.旋转S使其尖端对准欧姆挡100e.旋转S使其尖端对准交流500V挡,并拔出两表笔,根据如图所示指针位置,此被测电阻的阻值约为。,解析:测量几十千欧的电阻RX,我们一般选择较大的挡位先粗测,使用前应先进行调零,然后依据欧姆表的示数,再更换挡位,重新调零,再进行测量;使用完毕应将选择开关置于OFF位置或者交流电压最大挡,拔出表笔。欧姆表的示数乘以相应挡位的倍率即为待测电阻的阻值30k。答案:cabe3.0104,二、用多用电表探究黑箱问题【例题2】把一只电阻和一只半导体二极管串联装在盒子里,盒子外面只露出三个接线柱A、B、C,如图所示,今用多用电表的欧姆挡进行测量,测量的阻值如表所示,试画出盒内元件的符号和电路。,解析:由于A、C间与C、A间电阻相同,所以知A、C间只有电阻,没有二极管。C、B与B、C间电阻一个很大,另一个很小,说明C、B间只有二极管,且正极与C连接。A、B间电阻很大,B、A间电阻接近A、C间电阻,说明A、B间是电阻与二极管串联。电路结构如图所示。,答案:见解析,(1)常见元件的特性及测量,(2)探究黑箱问题的基本思路首先用电压表测量各接点电压,若电压不为零,则黑箱内有电源存在,且电压最大的接点间为电源。若电压为零,则电路内无电源,改用欧姆表测量,若正反电阻恒定,则其间为定值电阻;若指针摆动一下又返回,则其间有电容器;若其间存在正、反向电阻差说明其间有二极管。结合串、并联电路的特点,再加以判断。,三、用多用电表检测电路故障【例题3】如图所示的电路中,1、2、3、4、5、6为连接点的标号。在开关闭合后,发现小灯泡不亮。现用多用电表检查电路故障,需要检测的有:电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点。(1)为了检测小灯泡以及3根导线,在连接点1、2已接好的情况下,应当选用多用电表的挡。在连接点1、2同时断开的情况下,应当选用多用电表的挡。,(2)在开关闭合的情况下,若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势,则表明可能有故障。(3)将小灯泡拆离电路,写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤。解析:用多用电表欧姆挡测电阻时必须将其从电路中断开,在点1和点2已接好的情况下,应选用多用电表的电压挡测量各器材两端的电压;点1和点2同时断开时,可以用欧姆挡进行测量。在开关闭合时,若测得5、6两点间电压接近电源电动势,可知开关或连接点5、6出现故障。把小灯泡拆离电路后,检验小灯泡是否断路可用多用电表的欧姆挡,调零后进行测量,如果电阻无穷大,说明灯泡是断路的。,答案:(1)电压欧姆(2)开关或连接点5、6(3)将多用电表挡位调至欧姆挡;将红、黑表笔相接,检查欧姆挡能否正常工作;测量小灯泡的电阻,若电阻为无穷大,表明小灯泡有故障。,电路的故障一般是指断路和短路两种情况,可以用多用表的电压挡、电流挡、欧姆挡进行检测。其思路如下:1.利用电压挡检测把电压挡与疑似元件并联,(1)若电压表示数为0,说明该段电路没有压降,而在有电流的情况下只有短路时才不会有压降;若电压表示数不为0,在没有电流的情况下,说明该段电路断路。如果是其他部分断路,电路中除断开点之外其他任何地方有压降。(2)若电压表示数为电源电压,而电路中有电流,且电流过大,那该段电路一定是与电源直接相连的,所以说其他部分会有短路现象。,2.利用电流挡检测把电流挡与疑似元件串联,(1)若电流表无示数,在有电压的情况下,则该段电路断路;(2)若电流表有示数,在无电压的情况下,则该段电路短路。3.利用欧姆挡检测4.常用多用电表的电压挡,因为既操作简单又安全,但一般用大量程。在确认无电压的情况下,才能用欧姆挡,而且要将待测元件与电路断开。,1,2,1.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。,3,4,1,2,(1)旋动部件,使指针对准电流的“0”刻线。(2)将K旋转到欧姆挡“100”的位置。(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)。(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“1k”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,旋动合适部件,对电表进行校准。,3,4,1,2,解析:使指针对准电流的“0”刻线,应旋动机械调零部件S;使指针对准电阻的“0”刻线,应旋动欧姆调零部件T;测电阻时若指针偏转角度过小,则待测电阻的阻值很大,根据欧姆表测电阻时指针尽可能接近“中值”的原则知,应先换用较大倍率的挡位,因此步骤A合理;然后,每换一个挡位应重新调零,则选步骤D;最后,测电阻时两表笔的金属部分分别与被测电阻的两引线相接,应选步骤C。答案:(1)S(3)T“0”刻线(4)ADC,3,4,1,2,2.如图所示,A、B、C为黑箱上的三个接点,已知任意两个接点间最多接两个元件,可能的元件有电池、电阻和二极管。用多用电表判断黑箱内有无电池,操作方法是:用多用电表的挡检测,确定黑箱内没有电池。用多用电表的欧姆挡测量各接点的电阻,其结果:黑表笔接B点、红表笔接C点时阻值很小,反接时阻值很大;A、B间正、反接时阻值均为R;黑表笔接A点、红表笔接C点时阻值比AB间阻值R略大。反接时阻值很大。请在图中画出黑箱内一种可能的电路。,3,4,1,2,解析:用多用电表判断黑箱内有无电池,操作方法是:用直流电压挡测各对接点间的电压,若任意一组接点间均无电压,则说明黑箱内没有电池;对电阻来说,无论红黑表笔怎样接,电阻值都不变,所以AB间接有电阻;对二极管来说,正向电阻很小,而反向电阻很大,所以BC间接有二极管。答案:直流电压黑箱内元件如图所示,3,4,1,2,3,4,3.某照明电路出现故障,其电路如图所示,该电路用标称值为6V的蓄电池为电源,导线及接触点完好。维修人员使用已调好的多用电表直流“10V”挡检测故障。他将黑表笔接在c点,用红表笔分别探测电路的a、b两点。(1)断开开关,红表笔接a点时,多用电表读数为5.80V,说明(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯泡”)正常。(2)红表笔接b点,断开开关时,表针不偏转,闭合开关后,多用电表示数仍然为5.80V,可判定发生故障的器件是(选填“蓄电池”“保险丝”“开关”或“小灯泡”)。,1,2,3,4,解析:(1)因电压表读数接近蓄电池的标称值,说明蓄电池正常;(2)闭合开关后,多用电表读数接近蓄电池的标称值,说明小灯泡发生断路。答案:(1)蓄电池(2)小灯泡,1,2,3,4,4.在测定金属电阻率的实验中,某同学连接电路如图所示,闭合开关后,发现电路有故障(已知电源、电表和导线均完好,电源电动势为E):,1,2,3,4,(1)若电流表示数为零、电压表示数为E,则发生故障的是(选填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“开关”)。(2)若电流表、电压表示数均为零,该同学利用多用电表检查故障。先将选择开关旋至挡(选填“欧姆100”“直流电压10V”或“直流电流2.5mA”),再将(选填“红”或“黑”)表笔固定在a接线柱,把另一支表笔依次接b、c、d接线柱。若只有滑动变阻器断路,则多用电