2019-2020学年高中物理 第3章 从电表电路到集成电路 1 学习使用多用电表学案 沪科版选修3-1

学习使用多用电表1.认识多用电表及其表盘2.会使用多用电表测直流电压、电流及导体电阻(重点)3会用多用电表判断二极管的正、负极(重点)一、认识多用电表1组成：多用电表由一个小量程的电流表(俗称表头)和电路元件组成2面板：多用电表面板的上半部为表盘，分别标有电压、电流、和电阻的刻度线，用于读取这些电学量的测量值面板中央的定位螺丝为机械调零旋钮，用于调节指针的“0”位面板下半部中间的旋钮是功能选择开关，周围标有各种测量功能及量程面板右边有一个电阻挡的调零旋钮面板的下方有两个标有“”“”的插孔，用于插红、黑测试表笔3符号：“v”表示直流电压挡，“v”表示交流电压挡，“ma”表示直流电流挡，“”表示电阻挡仔细观察多用电表的刻度盘，电压、电流、电阻的刻度都是均匀分布的吗？电压、电流的零刻度在刻度盘哪一侧？电阻的零刻度又在哪一侧？提示：电压、电流的刻度是均匀分布的，电阻刻度是不均匀的；电压、电流的零刻度在左端，而电阻的零刻度在右侧二、使用多用电表1使用多用电表前，应检查指针是否停在刻度线左端的“0”位置如果没有停在“0”位置，要用螺丝刀轻轻转动机械调零旋钮，使指针指“0”再将红、黑测试表笔分别插入“”“”插孔2电压、电流、电阻的测量利用多用电表测量电压、电流和电阻时，要根据所需测量的电学量，将功能选择开关旋转到相应的测量挡位和量程上测量结束后，要将功能选择开关旋转到交流电压挡的最大量程处或“off”处，以保护多用电表3用多用电表判断晶体二极管的极性目前广泛使用的二极管是晶体二极管，它是用半导体材料制成的电子元件二极管有两根引线，一根叫正极，一根叫负极二极管具有单向导电性当给二极管加上一定的正向电压时，它的电阻值很小；当给二极管加上反向电压时，它的电阻值变得很大晶体二极管的这种导电特性可以概括成“正向导通，反向截止”二极管的符号：(1)多用电表的所有刻度都是均匀分布的()(2)应用多用电表无论测电压、测电流还是测电阻时，电流都是从红表笔流入电表()(3)欧姆表换挡后不需要再欧姆调零()提示：(1)(2)(3)多用电表的使用方法学案导引1多用电表的常见用途有哪些？2应用多用电表时的一般原则和步骤是什么？1多用电表使用的一般规则和说明(1)测量前，应先检查表针是否停在左端“0”位置，如果没有停在“0”位置，要用螺丝刀轻轻转动表盘下方中间部位的调零螺丝，使指针指“0”然后将红表笔和黑表笔分别插入正()、负()测试笔插孔(2)测量时，应先把功能选择开关旋到相应的测量挡位和量程上，读数时要读跟功能选择开关的挡位对应的刻度盘上的示数(3)测电流、电压时，被测的电流、电压值不要超过相应的量程，可先选择大量程，再换小量程尽量让指针指在表盘中央附近，这样可使读数更准确一些2测量电阻时还要注意以下几个方面(1)选挡：选择欧姆挡量程时，应尽可能使指针在中央刻度的位置附近把功能选择开关旋到欧姆挡上，并根据估测电阻的大小，把选择开关旋到相应的挡位(2)调零：把两根表笔接触，调整欧姆挡的调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零刻度上(注意：电阻挡的零刻度在刻度盘的右端)(3)测量(读数)：把两只表笔分别与待测电阻的两端相接，进行测量，表针示数乘以量程倍率数，即为待测电阻的阻值(4)测量时，应先将待测电阻与电路断开，不可用手接触表笔金属部分，防止触电以及引起误差(5)测量后，实验完毕，应将两表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“off”处或交流电压挡的最大量程处如果长期不用，应取出表内的电池(多选)欧姆表是由表头、干电池和调零电阻等串联而成的，有关欧姆表的使用和连接，正确的叙述是()a测电阻前要使红黑表笔相接，调节调零电阻，使表头的指针指零b红表笔与表内电池的正极相接，黑表笔与表内电池的负极相连接c红表笔与表内电池负极相接，黑表笔与表内电池正极相接d测电阻时，表针偏转角度越大，待测电阻值越大思路点拨 明确欧姆表测量的是电阻，根据测电阻的操作过程分析是解题的关键解析每次测量电阻之前都要进行电阻调零，所以a对；由欧姆表内部结构可知b错c对；测电阻时，表针偏转角度越大，说明通过表头的电流越大，待测电阻值越小，故d错答案ac1.用已调零且功能选择开关指向欧姆挡“10”位置的多用电表测某电阻阻值，根据如图所示的表盘，被测电阻阻值为_.若将该表功能选择开关置于1 ma挡测电流，表盘仍如图所示，则被测电流为_ma解析：从电阻刻度线可读出电阻值为2210220 ，测直流电流时，从中间一条刻度线读数，用“010”这组数据，在此“10”代表“1 ma”，故指针指“4”，则电流为1 ma0.4 ma，注意有效数字位数，所以被测电流为0.40 ma答案：2200.40判断二极管的正、负极学案导引1二极管的特性有哪些？2用多用电表测正、反向电阻时，阻值有何不同？1二极管的单向导电性(1)二极管：二极管全称为晶体二极管，它是用半导体材料制成的电子元件，二极管有两根引线，一根叫正极，一根叫负极，电路元件符号如图所示(2)二极管的特点：当给二极管加上一定的正向电压时如图甲所示，它的电阻值很小，就像一个接通的开关一样；当给二极管加上反向电压时如图乙，它的电阻值变得很大，就像断开的开关一样，二极管只允许电流沿一个方向通过，这就是二极管的单向导电性(3)导通方向：在图中符号上箭头的指向表示允许电流通过的方向，用多用电表测量它的电阻时，正向电阻很小，反向电阻很大2测二极管的正反向电阻(1)测正向电阻：将多用电表的电阻挡量程拨到“10”位置上，将红表笔插入“”插孔，黑表笔插入“”插孔，然后两表笔短接，进行电阻调零后，将黑表笔接触二极管的正极，红表笔接触二极管的负极，稳定后读取示数，乘倍率求出正向电阻r1.(2)测反向电阻：将多用电表的选择开关旋至高倍率的欧姆挡(例如“1k”)，变换挡位之后，须再次把两表笔短接，进行电阻调零，将黑表笔接触二极管的负极，红表笔接触二极管的正极，稳定后读取示数，乘倍率(例如1k)求出反向电阻r2.3二极管的极性判断对二极管的电阻进行测量如果测得电阻较小，则多用电表的黑表笔所连的一端为二极管的正极，若电阻值很大，则与黑表笔相连的一端为二极管的负极某同学利用多用电表测量二极管的反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、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，将选择开关拨至电阻测量挡适当的量程处(3)将红、黑表笔_，进行欧姆调零(4)测反向电阻时，将_表笔接二极管正极，将_表笔接二极管负极，读出电表示数(5)为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘_(选填“左侧”“右侧”或“中央”)；否则，在可能的条件下，应重新选择量程，并重复步骤(3)、(4)(6)测量完毕后，将选择开关拨至_思路点拨 根据多用电表的使用方法及二极管正反向电阻的不同解题解析首先要机械调零在选择量程后还要进行欧姆调零，而且每一次变换量程都要重复这样的过程将红黑表笔短接，即为欧姆调零测量二极管的反向电阻时应将红表笔接二极管的正极，黑表笔接负极欧姆表盘的刻度线分布不均匀，在中央的刻度线比较均匀，所以尽量让指针指向表盘的中央测量完成后应将开关打到“off”处或交流电压挡的最大量程处答案(3)短接(4)红黑(5)中央(6)“off”处或交流电压挡的最大量程处2.用多用电表欧姆挡(100)测试三只晶体二极管，其结果依次如图所示甲、乙、丙三个图，由图可知，图_中的二极管是好的，该二极管的正极是_端解析：根据二极管加正向电压时，电阻值越小越好，但不能为零，否则二极管已被击穿，加反向电压时，电阻值越大越好，但不能无穷大，否则二极管引线断开由图可知，图甲、丙二极管是坏的，图乙中二极管是好的，且左边图加的是反向电压，右边图加的是正向电压，由于红表笔插入的是“”测试孔，与内部电池负极相连，故二极管正极是a端答案：乙a典型问题用多用电表判断电路故障电路故障一般是短路或断路，常见的情况有灯泡的灯丝烧断、电阻器内部断路或滑动变阻器接触不良等，检查故障方法有：1用多用电表的欧姆挡检测：在确保电源断开的情况下，用电阻1挡(注意先调零)测电阻，如果阻值为“”，表明电路断开，如果阻值为零，表明电路短路2用多用电表的电压挡检测：把多用电表与被检测部分并联，如果多用电表读数为零，说明多用电表内无电流通过，可能在并联路段之外有断路，或并联路段内短路；如果多用电表有示数，说明多用电表内有电流通过，在并联电路之外无断路且并联路段之内无短路3用多用电表的电流挡检测：把多用电表与被检测的部分并联，如果多用电表有示数，其他部分开始工作，则此时与多用电表并联的部分断路如图是某同学连接的实验实物图闭合开关后a、b两灯都不亮他采用下列两种方法对故障原因进行排查：(灯泡a、b的规格均为2.5 v、1 w，滑动变阻器为10 、1 a)(1)应用多用电表的直流电压挡进行检查，那么选择开关应置于_挡a2.5 vb10 vc50 v d250 v该同学的测试结果见表1，则在测试a、b间直流电压时，红表笔应当接触_(选填“a”或“b”)测试点电压示数a、b有示数b、d有示数c、d无示数d、f有示数测量点表针偏转情况c、dd、ee、f表1表2根据测量结果，可以判断故障是 ()a灯a短路 b灯b短路cc、d段断路 dd、f段断路(2)将开关断开，再选择欧姆挡测试，测量结果见表2，那么检查出的结果是()a灯a断路b灯b断路c灯a、b都断路dd、e间导线断路解析(1)由实物图示可知，电源由4节干电池组成，电源电动势e6 v，用多用电表直流电压挡测量时，应选满偏电压为10 v的较合适根据电流应从红表笔流入，黑表笔流出的原则，红表笔应连电源正极，即接a.可用排除法确定电路故障，接a、b时有示数，说明从电源正极到a处，电源负极至b处，无断路；b、d有示数，说明a与d之间未断路；c、d无示数，说明e、f、b间有断路；d、f有示数，说明f、b间无断路，故可确定断路在d、f间另外不可能是a或b灯短路，因为一只灯短路，并不影响另一灯发光(2)根据c、d，d、e，e、f间的示数，说明灯a、b均未断路，而d、e间电阻无穷大，说明d、e断路答案(1)bad(2)d如图所示电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻器r1、r2及另外两根导线是好的为了查出断的导线，某学生想先用多用电表的红表笔连接在电源的正极a，再将黑表笔连接在电阻r1的b端和r2的c端，并观察多用电表指针指示的示数在下列选项中，符合操作规程的是()a直流10 v挡b直流0.5 a挡c直流2.5 v挡 d欧姆挡解析：选a因为被检测的电路为含电源电路，所以选用欧姆挡一定不可由于电路中电源电动势为6 v，所以选用直流2.5 v挡也不安全估测电路中电流，最大值可能为imax a1.2 a，所以选用直流0.5 a挡也不对，只有选用直流10 v挡随堂检测1关于多用电表表面上的刻度线，下列说法正确的是()a电阻刻度是均匀的b电阻刻度是不均匀的c直流电流刻度线是不均匀的d直流电压刻度线是不均匀的解析：选b由i，电流i与对应的待测电阻阻值rx不成正比，电阻的刻度线是不均匀的，刻度值越大处刻度线越密，故a错误，b正确；直流电流刻度线和直流电压刻度线都是均匀的，可以共用一刻度，故c、d错误2多用电表欧姆挡内部等效简化电路图正确的是()解析：选c在测量电阻时，要用到电流，故应在内部有电源；同时由于要保证电流在表头中由红进黑出，故红表笔应接电源的负极，黑表笔接电源的正极；并且在测量电阻时要进行欧姆调零，故应串接滑动变阻器，故只有c正确3如图所示的电路为欧姆表原理图，把欧姆表调零后测量一个阻值为r10 的电阻时，指针偏转至满刻度的处，现测量一个电阻rx，指针偏转至满刻度的处，则电阻rx的阻值为()a4 b20 c30 d60 解析：选d设电动势为e，内阻为r内，满偏电流为ig，欧姆表调零时：ig，测一阻值为r10 的电阻时：ig，测一未知电阻时：ig，解得：rx60 .4把一量程6 ma、内阻100 的电流表改装成欧姆表，电路如图所示，现备有如下器材：a电源e3 v(内阻不计)；b变阻器0100 ；c变阻器0500 ； d红表笔；e.黑表笔(1)变阻器选用_(2)红表笔接_端，黑表笔接_端(3)电流表2 ma刻度处换成电阻刻度，其电阻值应为_解析：(1)两表笔直接接触时，调节变阻器的阻值使电流达到满偏ig，解得r0400 ，故变阻器应选c(2)红表笔接内部电源的负极，黑表笔接内部电源的正极，所以红表笔接n端，黑表笔接m端(3)电流i2 ma时，有i，解得rx1 000 .答案：(1)c(2)nm(3)1 000 课时作业一、单项选择题1如图所示，将一光敏电阻接入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，用光照光敏电阻时，表针的偏角为1；用手掌挡住光线，表针的偏角为2，则可判断()a12 b12c12 d不能确定解析：选a有光时电阻小，则偏角大，无光时电阻大，则偏角小，故12.2用欧姆表测一个电阻r的阻值，选择旋钮置于“10”挡，测量时指针指在100与200刻度弧线的正中间，可以确定()ar150 br1 500 c1 000 r1 500 d1 500 r2 000 解析：选c表盘右疏左密，指针在100与200刻度弧线的正中间，所以可以确定1 000 r1 500 ，故选c3如图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，指针偏转至满刻度处现用该表测一未知电阻，指针偏转到满刻度的处，则该电阻的阻值为()a4r b5rc10r d16r解析：选d当进行欧姆调零时，根据闭合电路欧姆定律，此时欧姆表满偏，即ig，当测量阻值为r的电阻时，有，设待测电阻的阻值为rx，则有，联立各式解得rx16r，故d对二、多项选择题4如图所示为欧姆表的原理图，表头内阻为rg，调零电阻接入电路中的电阻值为r，电池的电动势为e，内阻为r，则下列说法中正确的是()a它是根据闭合电路欧姆定律制成的b接表内电池负极的应是红表笔c电阻的“”刻度一般在刻度盘的右端d调零后刻度盘的中心刻度值是rrgr解析：选abd其原理为闭合电路欧姆定律，故a正确；接表内负极的是红表笔，故b正确；欧姆表零刻度线在最右侧，最大刻度线在最左侧，c错误；调零后刻度盘的中心刻度值是rgrr调零电阻的连入电路部分的阻值，故d正确5如图所示为一个多量程多用电表的简化电路图，单刀多掷开关s可以与不同接点连接下列说法不正确的是()a当s接1或2时为直流电流挡，接1时量程较小b当s接1或2时为直流电压挡，接1时量程较大c当s接3或4时为直流电流挡，接3时量程较大d当s接5或6时为直流电压挡，接5时量程较小解析：选abc当开关s旋到位置1、2位置是电流表，接1时分流电阻小，则其分流大，则量程大，则a、b错误；接3或4为欧姆表，则c错误；当开关s转到5、6位置为电压表，串联电阻越大，则量程越大，则d正确三、非选择题6现有一多用电表，其欧姆挡的“0”刻度线与中值刻度线之间的刻度模糊，若用“100”的欧姆挡，经调零后，规范测量某一待测电阻rx，指针所指的位置与“0”刻度线和中值刻度线间的夹角相等，如图所示，则该待测电阻rx_.解析：欧姆表调零时，ig，由图示欧姆表可知，中央刻度值为：15100 1 500 ，指针在中央刻度线时：ig，欧姆表指针所指的位置与“0”刻度线和中值刻度线间的夹角相等，则电流：iig，解得rx500 .答案：5007某同学用量程为1 ma、内阻为120 的表头按图(a)所示电路改装成量程分别为1 v和1 a的多用电表，图中r1和r2为定值电阻，s为开关回答下列问题：(1)根据图(a)所示的电路，在图(b)所示的实物图上连线(2)开关s闭合时，多用电表用于测量_(选填“电流”“电压”或“电阻”)；开关s断开时，多用电表用于测量_(选填“电流”“电压”或“电阻”)(3)表笔a应为_色(选填“红”或“黑”)(4)定值电阻的阻值r1_ ，r2_ .(结果取3位有效数字)解析：(1)对照电路图连线，如图所示(2)开关s断开时，串联分压电阻，电压量程扩大，是电压表；开关s闭合时，并联分流电阻，电流量程扩大，是电流表(3)红正黑负，故表笔a连接负接线柱，为黑表笔(4)开关s断开时，电压量程为1 v，故：rv1 000 ，故r2rvrg1 000 120 880 ；r11.00 .答案：(1)如解析图所示(2)电流电压(3)黑(4)1.008808如图所示的电路，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_挡(2)在开关闭合情况下，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小灯泡是否有故障的具体步骤：旋转选择旋钮，使指针指到欧姆挡；_；_.解析：(1)在1、2两点接好的情况下，应当选用多用电表的电压挡，若选电流挡易造成表头烧坏、电源短路；若选欧姆挡则有可能造成短路、指针倒转在1、2同时断开的情况下，应选用欧姆挡，直接测量某段电路的电阻即可(2)电压表示数接近电动势，只有一种可能，即电压表与灯泡串联接入电路，电压表内阻极大，分得大部分电压，说明开关或连接点5、6两点断路(3)调到欧姆挡；将红黑表笔相接，进行欧姆挡调零；测量小灯泡的电阻，如果电阻无穷大，表明小灯泡有故障(灯丝断或灯座接触不良)答案：(1)电压欧姆(2)开关或连接点5、6(3)将红、黑表笔相接，进行欧姆挡调零测量小灯泡的电阻，如果电阻无穷大，表明小灯泡有故障9指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器，请完成下列问题：(1)在使用多用电表测量时，若选择开关拨至“25 ma”挡，指针的位置如图甲所示，则测量结果为_ ma(2)多用电表测未知电阻阻值的电路如图乙所示，电池的电动势为e、内阻为r，r0为调零电阻，rg为表头内阻，电路中电流i与待测电阻的阻值rx关系图像如图丙所示，则该图像的函数关系式为i_；(3)下列根据图丙中irx图线做出的解释或判断中正确的是_a因为函数图线是非线性变化的，所以欧姆表的示数左小右大b欧姆表调零的实质是通过调节r0，使rx0时电路中的电流iigcrx越小，相同的电阻变化量对应的电流变化量越大，所以欧姆表的示数左密右疏