高中物理 4.3 典型案例分析课件 沪科版选修31.ppt

第3课时典型案例分析 图4 3 1 课前自主学习 一 多用电表1 知识梳理 图4 3 2 多用电表是一种多功能仪表 一般可以用来测量 等 并且每一种测量都有几个量程 表的上半部是 表盘上有电阻 电流 电压等各种量程的刻度 下半部是 它的四周刻着各种测量项目和量程 另外 图4 3 2中的1是 2是 3是表笔 2 使用多用电表测量电流 电压时 应当注意电流和电压的 选择 如测1 5v直流电压 应选择的量程挡位是直流电压 v挡 测5ma的直流电流时 应选用 流 ma挡 测220v交流电压时 应选用 流电压 v挡 电压 电流 电阻 表盘 选择开关 定位螺丝 机械调零旋钮 欧姆调零旋钮 插孔 量程 2 5 10 250 直 交 3 用多用电表测电阻时 要将选择开关扳到 挡上 红表笔连接表内电源的 极 黑表笔连接表内电源的 极 选好量程后 要 然后测量 测量完毕 应把选择开关钮转到 off 挡或交流电压最高挡 二 欧姆表1 原理 欧姆表是根据 原理制成的 其原理如图4 3 3所示 闭合电路欧姆定律 短接调零 欧姆 正 负 图4 3 3 当红 黑表笔相接时 图甲 相当于被测电阻rx 0 调节rp的阻值 使e r rg rp ig 则表头的指针指到满刻度 所以刻度盘上的指针在满偏处定为刻度零点 r rg rp是 当红 黑表笔不接触时 图乙 相当于被测电阻rx 电流表中没有电流 表头的指针不偏转 此时指针所指的位置是刻度的 内阻 2 注意事项 1 测量电阻时 待测电阻要与 和别的元件断开 且不要用手同时接触 2 选择欧姆挡量程时 应尽可能使指针指在 的位置附近 3 由于欧姆挡表盘刻度不均匀 难于估读 测量结果只需取两位有效数字 读数时不要忘记乘以相应量程的 表笔的金属杆 电源 中央刻度 倍率 三 电路的故障分析1 故障特点 1 断路特点 电路中发生断路表现为电源电压不为零 而 为零 断路后 电源电压将全部降落在断路之处 若电路中某两点电压不为零 等于 则这两点间有断点 若电路中某两点电压为零 说明这两点间 而这两点与电源连接部分有断点 以上均假定电路中只有一处断路 2 短路的特点 电路中某一部分发生短路 表现为有电流通过电路而该电路 为零 电流强度 电源电压 无断点 两端电压 2 故障的分析方法 1 断路故障的判断 用电压表与电源并联 若有电压时 再逐段与电路并联 若电压表指针偏转 则该段电路中有 路 2 短路故障的判断 用电压表与电源并联 若有电压时 再逐段与电路并联 若电压表示数为零 则该电路被 路 断 短 1 关于多用电表 下列说法正确的是 a 多用电表是电压表 电流表 欧姆表共用一个表头改装而成的b 用多用电表无论是测电压 电流还是测电阻 红表笔的电势都高于黑表笔的电势c 多用电表的电压挡 电流挡和欧姆挡都是靠外部提供电流的d 用多用电表测电压 测电流和测电阻时 电流都是从红表笔流入的 基础自测 解析 多用电表内只有一个表头 所以a选项正确 对于多用电表 电流都是从红表笔流进 从黑表笔流出 其它测量电流的来源都是外电路提供的 但是欧姆挡和其它挡不同 它是靠内部提供电流的 答案 ad 2 关于多用电表的使用 下列说法中正确的是 a 用电流挡测电流或用电压挡测电压前 必须检查机械零点b 用电阻挡测电阻前不需要检查机械零点c 用电阻挡测电阻时 若从一个倍率变换到另一个倍率 不需要重新进行欧姆调零d 用电阻挡测电阻时 被测电阻的阻值越大 指针向右转过的角度就越大答案 a 3 如图4 3 4所示 b为电源 r1 r2为电阻 s为开关 现用多用电表测量流过电阻r2的电流 将多用电表的选择开关调至直流电流挡 内阻很小 以后 正确的接法是 图4 3 4 a 将s闭合 红表笔接在b处 黑表笔接在b处b 将s闭合 红表笔接在b处 黑表笔接在a处c 将s断开 红表笔接在a处 黑表笔接在b处d 将s断开 红表笔接在b处 黑表笔接在a处解析 电流表应串联在电路中 将s断开 多用电表的两个表笔接入电路时应遵循 红正黑负 的原则 所以红表笔接在a处 黑表笔接在b处 故正确答案为c 答案 c 4 如图4 3 5所示 电源电动势和内阻分别为e和r 闭合开关s 且向左移动滑动变阻器的滑片 下列说法正确的是 a 电流表a的示数变大 电压表v的示数变大b 电流表a的示数变大 电压表v的示数变小c 电流表a的示数变小 电压表v的示数变小d 电流表a的示数变小 电压表v的示数变大答案 d 图4 3 5 5 在用图4 3 6 所示的电路测量电池电动势和内阻的实验中 若有两只电压表v1和v2量程相同 内阻rv1 rv2 两只电流表a1 a2量程相同 内阻ra1 ra2 在该实验中 为了使e r的测量精确些 选择的电表可以是 图4 3 6 a v1和a2b v2和a2c v2和a1d v1和a1答案 ad 课堂互动探究 1 原理欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的测量电阻的仪表 可以直接读出电阻值 比用伏安法测电阻要方便得多 原理如图4 3 7所示 欧姆表的工作原理 图4 3 7 只要将对应rx值的电流刻度i改为阻值rx 即为欧姆表 由于i与rx的非线性关系 表盘上电流刻度是均匀的 其对应的电阻刻度却是不均匀的 电阻零刻度在电流满偏处 注意 红表笔接欧姆表内部电源负极 而黑表笔接内部电源的正极 2 欧姆表的选挡从理论上讲 欧姆表可直接测量从零至无限大 之间任何阻值的电阻 但由于面板刻度不均匀 使得在零值附近和无限大值附近很难准确地读出被测电阻的数值 测量误差很大 一般来说 欧姆表刻度标尺长度的10 90 之间为有效工作刻度 另外当rx r内 即在中值附近时 指针偏角 与rx的关系比较接近线性 刻度较均匀 因此 在具体测量时 最好使指针位于中央附近 这就是选挡的依据 在使用欧姆表前 首先应估测待测电阻的大小 选择合适的挡位 通常按大量程向小量程挡位顺序选择 如果选择的挡位不合适 则应重新换挡 若指针偏角较小 则应选择倍率高一挡的挡位 反之则选低一挡的挡位 例1 如图4 3 8为多用电表欧姆挡的原理示意图 其中电流表的满偏电流为300 a 内阻rg 100 调零电阻最大阻值r 50k 串联的固定电阻r0 50 电池电动势e 1 5v 内阻不计 用它测量电阻rx 能准确测量的阻值范围是 a 30k 80k b 3k 8k c 300k 800k d 3000k 8000k 图4 3 8 使用欧姆表读数时在中值电阻5k 左右读数最为准确所以能准确测量的阻值范围为3 8k 答案 b 题后反思 欧姆表是根据闭合电路的欧姆定律制成的 因此它的每个电阻刻度都与一定的电流值相对应 读数时 在刻度盘的中间位置读数误差较小 关于欧姆表 下列说法正确的是 a 欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的b 由于电流和电阻成反比 所以刻度盘上的刻度是均匀的c 使用欧姆表时 选择好一定量程的欧姆挡后首先应该将两表笔短接 进行电阻调零 换挡后不必重新调零d 若测量时指针偏角较小 应换用较小倍率挡测量答案 a 判断电路故障部位的方法是 1 仪器检测法 断路故障的判断 用电压表与电源并联 若有电压时 再逐段与电路并联 若电压表指针偏转 则该段电路中有断路 短路故障的判断 用电压表与电源并联 若有电压时 再逐段与电路并联 若电压表示数为零 该段电路被短路 当电压表示数不为零 则该段电路没被短路 电路的故障分析 2 假设法已知电路发生某种故障 寻找故障发生在何处时 可将整个电路划分为若干部分 然后逐一假设某部分电路发生故障 运用电流定律进行正向推理 推理结果若与题述物理现象符合 则故障可能发生在这部分电路 直到找出发生故障的具体位置为止 例2 在如图4 3 9所示的电路中 由于某一电阻发生短路或断路 使a灯变暗 b灯变亮 则故障可能是 a r1短路b r2断路c r3断路d r4短路 图4 3 9 解析 由于a串联于干路中 且故障发生后 a灯变暗 故知电路中总电流变小 即电路总电阻变大 由此推知 故障应为某一电阻断路 排除选项a d 若假设r2断路 则其断路后 电路总电阻变大 总电流变小 a灯变暗 同时r2断路必引起与之并联的灯b中电流变大 使b灯变亮 推理结果与现象相符 故选项b对 若假设r3断路 则也引起总电阻变大 总电流变小 使a灯变暗 同时r3断路后也必引起与之并联的电路 即r1所在支路 中电流增大 灯b中分得电流也变大 b灯变亮 故选项c正确 答案 bc 题后反思 1 电路的故障现象有 1 短路 2 断路 2 方法 1 仪表推测法 2 假设法 3 用欧姆表检测故障时 一定要将电源断开 不能将红黑表笔直接接触电源正负极 如图4 3 10所示 电灯l1 l2原来都正常发光 在两灯突然熄灭后 用电