高中物理典型案例分析沪科版选修

关于高中物理典型案例分析沪科版选修第一页，共三十三页，编辑于2023年，星期四学

习

目

标思

维

启

迪1.知道多用电表的原理．2.会运用闭合电路欧姆定律来分析或排除问题.

搞家电维修的师傅利用如图4－3－1所示的一块多用电表便能查出家用电器出现的各种故障：如电视机无光、无声，收音机收不到电台信号，洗衣机电机不转等等，你知道多用电表有哪些用途？怎样用它判断有包皮的导线内部有无断点？

图4-3-1第二页，共三十三页，编辑于2023年，星期四课前自主学习第三页，共三十三页，编辑于2023年，星期四一、多用电表1.知识梳理图4-3-2第四页，共三十三页，编辑于2023年，星期四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2.510250直交第五页，共三十三页，编辑于2023年，星期四3．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第六页，共三十三页，编辑于2023年，星期四图4-3-3第七页，共三十三页，编辑于2023年，星期四当红、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∞第八页，共三十三页，编辑于2023年，星期四2．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第九页，共三十三页，编辑于2023年，星期四三、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第十页，共三十三页，编辑于2023年，星期四2．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．断短第十一页，共三十三页，编辑于2023年，星期四1．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第十二页，共三十三页，编辑于2023年，星期四解析：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第十三页，共三十三页，编辑于2023年，星期四2．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第十四页，共三十三页，编辑于2023年，星期四3．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第十五页，共三十三页，编辑于2023年，星期四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第十六页，共三十三页，编辑于2023年，星期四4．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第十七页，共三十三页，编辑于2023年，星期四5．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4-3-6A．V1和A2 B．V2和A2C．V2和A1 D．V1和A1答案：AD

第十八页，共三十三页，编辑于2023年，星期四课堂互动探究第十九页，共三十三页，编辑于2023年，星期四（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第二十页，共三十三页，编辑于2023年，星期四只要将对应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第二十一页，共三十三页，编辑于2023年，星期四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θ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．第二十二页，共三十三页，编辑于2023年，星期四【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300μA，内阻Rg＝100Ω，调零电阻最大阻值R＝50kΩ，串联的固定电阻R0＝50Ω，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．30kΩ～80kΩB．3kΩ～8kΩC．300kΩ～800kΩD．3000kΩ～8000kΩ图4-3-8第二十三页，共三十三页，编辑于2023年，星期四使用欧姆表读数时在中值电阻5kΩ左右读数最为准确所以能准确测量的阻值范围为3～8kΩ.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．第二十四页，共三十三页，编辑于2023年，星期四

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第二十五页，共三十三页，编辑于2023年，星期四判断电路故障部位的方法是：(1)仪器检测法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，则该段电路中有断路．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，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．

电路的故障分析第二十六页，共三十三页，编辑于2023年，星期四(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．第二十七页，共三十三页，编辑于2023年，星期四【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第二十八页，共三十三页，编辑于2023年，星期四解析：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第二十九页，共三十三页，编辑于2023年，星期四【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．第三十页，共三十三页，编辑于2023年，星期四

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，用电压表测得c、d间电压比灯泡正常发光时的电压增高，故障的原因可能是(假设电路中仅有一处故障) (

)A．a