2019版高中物理2.8_2.9多用电表的原理实验练习使用多用电表课件新人教版选修3_1.pptx

1、8多用电表的原理9实验:练习使用多用电表,1.通过对欧姆表的讨论,进一步提高应用闭合电路欧姆定律分析问题的能力,知道欧姆表测量电阻的原理。了解欧姆表的内部结构和刻度特点。 2.了解多用电表的基本结构,通过实际操作学会使用多用电表测量电压、电流和电阻。 3.会用多用电表测量二极管的正、反向电阻,并据此判断二极管的正、负极,会用多用电表探索简单黑箱中的电学元件。,欧姆表的红表笔接内部电源的正极还是负极? 提示:红表笔接内部电源的负极,黑表笔接内部电源的正极。,2.多用电表 (1)多用电表的性能:多用电表具有用途多、量程多、使用方便等优点,是生产生活中如电器安装、使用、维修过程必备的常用仪器。可以用

2、来测量交流电压、直流电压、直流电流、电阻等物理量,而且可以用来判断电路故障。 (2)多用电表的原理:多用电表由一只电流表(表头)改装而成,每进行一种测量只使用其中一部分电路,其他部分不起作用。是通过一个或两个多功能旋转开关来改变内部电路结构的。用多用电表测电流时,把旋转开关旋到电流挡的合适挡位,内部的电流表电路就被接通,开关旋转到电压挡或电阻挡,表内电压表电路或欧姆表电路就被接通。,(3)在不使用多用电表时,应将旋转开关旋到OFF挡,若长期不使用,应将电池取出。 (4)如图甲、乙所示是指针式多用电表和数字式多用电表。,3.实验:多用电表的使用 (1)用多用电表测量电压。 测交流电压时,将选择开

3、关旋到交流电压挡的合适挡位上,不需要区分红黑表笔,直接并联到被测的电路上就可以。 测量直流电压时,把选择开关旋到直流电压的合适挡位上,必须区分红、黑表笔,红表笔插正极插孔,接的是表头的正极;黑表笔插负极插孔,接的是表头的负极。测直流电压时,红表笔的接触点的电势应比黑表笔的高。,(2)用多用电表测量电流。 将选择开关旋到直流电流挡的合适挡位上,红、黑表笔串入电路测量直流电流时,电流应从红表笔流入电表。使用欧姆表测电阻时,红表笔接的是表内电源的负极,电流从欧姆表的黑表笔流出,经被测电阻从红表笔流入。 (3)用多用电表测量电阻。 选挡:估测待测电阻阻值,将选择开关拨到适当倍率。,调零:将红、黑两表笔

4、的金属部分直接相连(短接),然后调节调零旋钮,使偏转的指针恰好停在电阻挡刻度线的零刻度处。 测量:将红、黑表笔搭在电阻两端(电阻要和别的元件或电源断开)。读取表盘指针所指“电阻挡”刻度线的示数,指针所指的示数乘以选择开关所指的倍率,其值就是被测电阻阻值。,特别提醒(1)欧姆表的“0”刻度线在刻度盘的最右端,刻度盘的最左端为“”刻度线。 (2)欧姆表的红表笔接内部电源的负极,测量时电流从黑表笔流出,从红表笔流入。,2.多用电表的测量原理 (1)测直流电流和直流电压的原理。,这一原理实际上是电路的分流和分压原理,按照右图,将其中的转换开关接1或者2时测直流电流;接3或4时测直流电压。转换开关接5时

5、,测电阻。,(2)多用电表电阻挡(欧姆挡)测量电阻的原理。,(3)多用电表电阻挡(欧姆挡)的刻度。 在“(2)”中,R+r+r为欧姆挡的内阻R内,当多用电表未接入电阻时,处于断路状态,即当Rx为无穷大时,电路中没有电流,指针不偏转,故刻度盘最左端为电阻处。,由上面的分析可知,在欧姆表的刻度盘上,标出的刻度从零到无穷大,由于I与R的非线性关系。表盘上电流刻度是均匀的,其对应的电阻刻度是不均匀的,电阻越大,在刻度盘上刻度值跨度越大。使得在零值附近和无穷大附近很难准确地读出被测电阻的数值(测量误差很大,所以欧姆表只能粗略地测电阻)。,3.多用电表的使用方法 (1)使用步骤。 用螺丝刀轻轻转动多用电表

6、的机械调零旋钮(调整定位螺丝),使指针正对零刻度(电流、电压的零刻度)。 选挡:测电流、电压时选择合适的量程;测电阻时选择合适的倍率,以使指针指 测电阻选用合适的倍率后,用欧姆调零旋钮进行调零(表笔直接接触,指针指右侧电阻零刻度)。 将红黑表笔接被测电阻两端进行测量。 将指针示数乘以倍率得测量值。 将选择开关扳到OFF或交流电压最高挡。,(3)误差分析。 测量值偏大的主要原因可能是表笔与电阻两端接触欠紧而增大接触电阻,或者在连续测量过程中,表笔接触时间过长,引起多用电表内电源电动势下降,内阻增加。 测高值电阻时测量值偏小,则可能是人体电阻并入造成的。 欧姆表的刻度是按标准电池标出的,当电池用旧

7、了,电动势和内阻均发生变化,由此会引起测量误差。 特别提醒(1)测电流、电压时内部测量电路没有电源,但欧姆挡内部电路有电源,所以测电阻时,待测电阻与外部电源以及其他电阻断开,且不要用手接触表笔的金属杆。 (2)换用欧姆挡的另一量程时,一定要重新进行“欧姆调零”,才能进行测量。 (3)指针稳定后才能读数,测电阻时阻值为表针示数乘以选择开关所指的倍数,电压、电流的读数同样要看清选择开关所选择的量程。,测正向电阻:用多用电表的电阻挡,量程拨到“10”的位置上,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挡调零后,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

8、乘上倍率求出正向电阻R1。 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,稳定后读取示数乘上倍率(例如1k)求出反向电阻R2。,(2)电学黑盒问题分析。 一般的电学黑盒子有四种:一是纯电阻黑盒,二是纯电源黑盒,三是由电阻和电源组成的闭合电路黑盒,四是含电容器、二极管的黑盒。 为了根据对黑盒外部接线柱的测试结果判定黑盒内部的元件的种类和电路的连接方式,除了应熟悉电路的基本规律之外,还必须善于利用电压表和多用电表欧姆挡进行测试(注意:若要用欧姆表测试前,必须先用电压表判定盒内无电源后,才能

9、进行。想一想为什么),并对结果作出正确的分析和判断。判定黑盒内元件的依据如下:,电阻为零两接线柱由无阻导线短接。 电压为零,有下述可能性: 任意两接线柱之间的电压均为零盒内无电源; 有的接线柱之间电压为零: a.两接线柱由无阻导线短接; b.两接线柱中至少有一个与电源断路; c.两接线柱之间有电动势代数和为零的反串电池组。 电压最大两接线柱间有电源。 正向和反向电阻值差很大两接线柱之间有二极管。 有充、放电现象(欧姆表指针先偏转,然后又回到“”刻度)两接线柱之间有电容器。 在分析和解答黑盒问题时,还必须注意问题的多解性。因为不同的内部结构,其外观表现往往相同,所以不仅答案多种多样,而且在无条件

10、限制时,还可能有无数解,“黑盒问题”的这一特点,对培养学生的求异思维能力具有特殊的意义。,用多用电表测量黑盒内是否含有电源、电阻、二极管等电学元件的基本思路如下:,特别提醒解决黑盒电路问题一般采用先假设后验证的方法。假设是依据题中条件进行的科学猜想,而不是漫无目的地胡乱臆测。,类型一,类型二,类型三,类型四,欧姆表的原理 【例1】 一简单欧姆表原理示意图如图所示,其中电流表的满偏电流Ig=300 A,内阻Rg=100 ,可变电阻R的最大阻值为10 k,电池的电动势E=1.5 V,内阻r=0.5 ,图中与接线柱A相连的表笔颜色应是色,按正确使用方法测量电阻Rx的阻值时,指针指在刻度盘的正中央,则

11、Rx= k。若该欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小、内阻变大,但此表仍能调零,按正确使用方法再测上述Rx,其测量结果与原结果相比较(选填“变大”“变小”或“不变”)。,类型一,类型二,类型三,类型四,点拨:欧姆表的原理是闭合电路欧姆定律,将表头刻度盘上的刻度改刻成对应的被测电阻值,就变成欧姆表的刻度盘。,类型一,类型二,类型三,类型四,类型一,类型二,类型三,类型四,题后反思了解欧姆表的内部结构和原理,是解决问题的关键。,答案:10 k,类型一,类型二,类型三,类型四,用多用电表测电阻 【例2】 (1)用多用电表的欧姆挡测量阻值约为几十千欧的电阻Rx,以下给出的是可能的操作步骤,其中S为选择

12、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1k d.旋转S使其尖端对准欧姆挡100 e.旋转S使其尖端对准交流500 V挡,并拔出两表笔,类型一,类型二,类型三,类型四,类型一,类型二,类型三,类型四,(2)下述关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法正确的是 () A.测量电阻时,如果指针偏转过大,应将选择开关S拨至倍率较小的挡位,重新调零后测量 B.测量电阻时,如果红、黑表笔分别插在负、正插

13、孔,则会影响测量结果 C.测量电路中的某个电阻,应该把该电阻与电路断开 D.测量阻值不同的电阻时,都必须重新调零 点拨:一般先选择较大的挡位粗测,若指针偏角大,则电阻较小;注意每换一次挡都要调零。,类型一,类型二,类型三,类型四,解析:(1)测量几十千欧的电阻Rx,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30 k。 (2)欧姆挡更换规律为当指针偏角较大时,表明待测电阻较小,应换较小的挡位;反之应换较大的挡位。电流总是从多用

14、电表的红表笔流入、从黑表笔流出,每次换挡一定要进行欧姆调零,测量电阻一定要断电作业。所以A、C正确。 答案:(1)cabe30(2)AC 题后反思了解欧姆表的原理和结构是正确使用和操作欧姆表的基础。,类型一,类型二,类型三,类型四,用多用电表检测二极管的特性 【例3】 用多用电表欧姆挡(100)测量三只晶体二极管,其结果依次如图A、B、C所示,由图可知,图中的二极管是好的,该二极管的正极是端。,点拨:二极管具有单向导电性,加正向电压时,电阻较小,加负向电压时,电阻较大。,类型一,类型二,类型三,类型四,解析: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

15、值越大越好,但不能无穷大,否则二极管引线断开。由题图可知,图A、C二极管都是坏的,图B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,故二极管的正极是a端。二极管正向导通时电阻较小,加反向电压时电阻很大。如果正、反向电阻相同,说明它不是二极管或已损坏。 答案:Ba 题后反思(1)了解二极管的单向导电性,正向电阻很小,反向电阻很大。 (2)注意红表笔与内部电池负极相连,黑表笔与内部电池正极相连。,类型一,类型二,类型三,类型四,用多用电表探测“电学黑箱 【例4】 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,测量的阻值如下表所示,试在虚线框内画出盒内元件的符号和电路。,点拨:先根据各元件的特性判断元件的种类,再根据测量过程中的现象分析电路的连接方式。,类型一,类型二,类