山东省新泰市汶城中学高中物理《多用电表》学案 新人教版选修3-1

1 山东省新泰市汶城中学高二物理山东省新泰市汶城中学高二物理 多用电表多用电表 学案学案 人教版选修人教版选修 3 13 1 自主体验自主体验 一 欧姆表一 欧姆表 1 原理 依据 定律制成 它是由 改装而成的 2 内部构造 由 和 三部分组成 3 测量原理 如图 1 所示 当红 黑表笔间接入被测电阻Rx时 通过表头的电流 I 改变 Rx 电流 I 随着改变 每个 Rx值 都对应一个电流值 在刻度盘上直接标出与 I 值对应的 值 就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值 二 多用电表二 多用电表 1 用途 共用一个表头 可分别测量 等物理量 2 外形 选择开关周围有不同的测量功能区域及 选择开关旋到不同的位置 多用电表内对应的仪表电路被 就相当于对应的仪表 在不使用时 应把 选择开关旋到 挡或交流电压最高挡 三 多用电表的使用练习三 多用电表的使用练习 1 测电压 1 选择直流电压挡合适的 2 将电表与被测电路 并要注意电表的极性 2 测电流 1 选择直流电流挡合适的量程 2 将被测电路导线卸开一端 把多用表 在电路中 3 读数时 首先要认清刻度盘上的 3 测电阻 1 要将选择开关扳到 挡上 此时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 先 然后测量 测量完毕 应把选择开关旋转到 挡 2 用多用电表测电压 测电流及测电阻 时 电流都是从 表笔流入电表 从 表笔流出电表 4 二极管的特点及其电阻测量 1 特点 如图所示 它由 材料制成 左端为 极 右端为 极 2 电阻测量 正向电阻 反向电阻 可用多用电表判断它的 或区分它的 二 极管具有单向导电性 知识探究知识探究 要点一要点一 欧姆表的原理和选挡欧姆表的原理和选挡 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 2 8 5 所示 调零时 Ig 测量时 I E Rg r R E R内 E R内 Rx 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R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 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 2 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 1 1 要点二要点二 多用电表使用的注意事项多用电表使用的注意事项 1 表盘面上 插孔表示直流电流挡 直流电压挡的正 负接线柱 因此 不 管测什么 首先将红表笔插入 插孔 将黑表笔插入 插孔 那么用直流电流挡 直流电压挡时 电流从红表笔流入 从黑表笔流出 用电阻挡时由原理图可知 红表笔连接 的是表内电源的负极 黑表笔连接的是表内电源的正极 因此 电流还是从红表笔流入 从 黑表笔流出 2 测量前 应把选择开关旋到相应项目的适当量程上 读数时要注意挡位与刻度盘的 对应 直流电流挡 直流电压挡跟电流表和电压表的使用方法一样 要注意所选的量程应大 于用电器两端电压的估计值和通过用 3 欧姆挡的使用需要注意以下几点 选挡接着调零 选挡的原则 指针越接近中值电 阻 读数越精确 换挡重新电阻调零 示数要乘以倍率 用完后将选择开关拨离欧 姆挡 一般旋至交流电压最高挡或 OFF 挡上 长期不用时应把电池取出 被测电阻要 跟电源 其他元件分离 要点三要点三 黑箱问题和电路故障问题有哪些 黑箱问题和电路故障问题有哪些 不同的元件有不同的特性 不同的故障 出现不同的现象 1 常见元件特性及测量现象 电阻的特点是不分极性的 即正向和反向电阻大小相等 二极管的特点是具有单向导电性 电流只能由正极流向负极 因此多用电表的欧姆挡 测量其正向电阻 黑表笔接正极 红表笔接负极 时 有一个较小的电阻值 而测其反向电阻 时 电阻为很大或接近无穷大 电容的特点也可用测电阻的方法探测 因为多用电表的欧姆挡内部带有电源 与电容 连接时会给电容充电 随着充电的进行 充电电流逐渐减小 因此测其电阻时 一开始电阻 值较小 后来阻值逐渐增大 最后接近无穷大 电源不同于其他任何元件 因为它能提供电压 用多用电表的电压挡可直接探测 2 常见电路故障类型及现象 多用电表的电压 电流 欧姆挡都可以用来检测电路故障 实际使用直流电压挡测电压 和欧姆挡测电阻较多 具体操作时要注意各种情况的使用规则 根据测量结果和串并联电路 特点来考虑故障位置和原因 特别注意到一点 某段电路无电流时 电路中各点电势相等 是判断电路故障时常用依据 电路中两点间无电压 表示两点间电路无故障 电路中的两点间有电压 接近电动势 表 示两点间有断点 其他部分无故障 典例剖析典例剖析 要点一 欧姆表的工作原理要点一 欧姆表的工作原理 例 1 图 1 是一个将电流表改装成欧姆表的示意图 此欧姆表已 经调零 用此欧姆表测一阻值为R的电阻时 指针偏转至满刻度 4 5 处 现用该表测一未知电阻 指针偏转到满刻度的 1 5 处 则该电 阻的阻值为 A 4R B 5R C 10R D 16R 拓展探究拓展探究 1 1 关于多用电表 下列说法正确的是 A 多用表是电压表 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 用多用表测电压 测电流和测电阻时 电流都是从红表笔流 总结反思总结反思 3 入的 题型二题型二 多用电表的使用多用电表的使用 例 2 如图 2 8 6 所示为一可供使用的多用电表 S 为选择开关 Q为电阻挡调零 旋钮 现在要用它检测两个电阻的阻值 图中未画电阻 已知阻值分别为R1 60 R2 470 k 下面提出了在测量过程中一系列可能的操作 请你选出能尽可能准确地测 定各阻值和符合于多用表安全使用规则的各项操作 并且将它们按合理顺序填写在后面的横 线上的空白处 A 旋动 S 使其尖端对准电阻挡 1 k B 旋动 S 使其尖端对准电阻挡 100 C 旋动 S 使其尖端对准电阻挡 10 D 旋动 S 使其尖端对准电阻挡 1 E 旋动 S 使其尖端对准 V 1000 2 2 F 将两表笔分别接到R1的两端 读出R1的阻值 随后即断开 G 将两表笔分别接到R2的两端 读出R2的阻值 随后即断开 H 两表笔短接 调节Q使表针对准电阻挡刻度盘上的 0 随后即断开 所选操作及其顺序为 用字母代号填写 操作步骤可以重复选用 拓展探究拓展探究 2 2 图 2 为一正在测量中的多用电表表盘 1 如果是用 10 挡测量电阻 则读数为 2 如果是用直流 10 mA 挡测量电流 则读数为 mA 3 如果是用直流 5 V 挡测量电压 则读数为 V 课堂训练课堂训练 1 关于多用电表表面上的刻度线 下列说法中正确的是 A 直流电流刻度线和直流电压刻度线是均匀的 可以共用同一刻度线 B 电阻刻度是不均匀的 C 电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度线相对应 D 电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度线不对应 2 图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 调零电阻的最大值R 50 k 串联的固定 电阻R0 50 电池电动势E 1 5 V 用它测量电阻Rx 能准确测量 的阻值范围是 课后训练课后训练 1 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 4 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 2 用多用电表的欧姆挡 1 000 检验性能良好的晶体二极管 发现多用电表的指 针向右偏转的角度很小 这说明 A 二极管加有正向电压 故测得电阻很小 B 二极管加有反向电压 故测得电阻 很大 C 此时红表笔接的是二极管的正极 D 此时红表笔接的是二极管的负极 3 下列说法中正确的是 A 欧姆表的每一挡测量范围都是 0 到 B 欧姆表只能用来粗略地测量 电阻 C 用欧姆表测电阻 指针越接近刻度中央误差越大 D 用欧姆表测电阻 指针越靠近刻度右边误差越小 3 3 4 一个用满偏电流为 3 mA 的电流表改装成的欧姆表 调零后用它测量 500 的标准 电阻时 指针恰好指在刻度盘的正中间 如用它测量一个未知电阻时 指针指在 1 mA 处 则被测电阻的阻值为 A 1 000 B 5 000 C 1 500 D 2 000 5 有三个电阻串联 如图 6 所示 电流表是完好的 合上开 关 S 后 发现电流表的示数为零 在不拆开电路的前提下 通过电压 表测量各连接点的电压值 可判断故障原因 电压表测量数据为Uab Ucd 0 Uac 0 则该电路的故障原因可能是 A R1断路 B R2断路 C R3断路 D R1 R2 R3断路 6 调零后 用 10 挡测量一个电阻的阻值 发现表针偏转角度极小 正确的判断和做 法是 A 这个电阻值很小 B 这个电阻值很大 C 为了把电阻测得更准一些 应换用 1 挡 重新调零后再测量 D 为了把电阻测得更准一些 应换用 100 挡 重新调零后再测量 7 某 学生做研究串联电路电压特点的实验时 接成如图 7 所示的电路 接通 S 后 他将多用电表电压挡的红 黑表笔并联在A C两点间时 电压表读数为U 当并联在A B两点间时 电压表读数也为U 当 并联在B C两点间时 电压表读数为零 故障的原因可能是 A AB段断路 B BC段断路 C AB段短路 D BC段短路 8 图 8 所示的欧姆表示意图中 电流表的满偏电流Ig 200 A 内阻Rg 100 R0 1 4 k 电源电动势E 1 5 V 电源内阻不计 欧姆表的调零电阻的有效值R是多大 当测量某电阻时 指针恰好在 中间位置 则被测电阻R1是