物理 第二章 恒定電流 8 多用電表的原理 新人教版選修3-1

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1、8多用電表的原理9實驗:練習使用多用電表1了解多用電表的性能，知道多用電表的原理2掌握電阻擋(歐姆表)的原理，即利用閉合電路歐姆定律方法測量電阻的阻值3學會應用多用電表測量電壓、電流和電阻教學目標【重點】 歐姆表和多用電表的制作原理【難點】 理解歐姆表和多用電表的制作原理重點難點“多用電表”是人教版高中物理選修31第二章第八、九節(jié)的內(nèi)容，它是繼電流表、電壓表的改裝后，歐姆表的改裝問題，也是閉合電路歐姆定律的深化和實際應用，通過本節(jié)課的學習，既能鞏固學生電學問題的分析思路，加深對閉合電路歐姆定律的理解，又能激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生合作、探究、交流能力，具有很重要的實際意義建議實驗法教學.教學

2、建議【導入一】引入新課教師：我們已經(jīng)學習過把電流表改裝成電壓表和量程較大的電流表的原理，下面請同學們畫出改裝的原理圖學生：在練習本上畫出改裝的原理圖學生代表到黑板上畫師生互動：教師對學生畫的改裝原理圖進行點評教師：能否將電流表改裝成測量電阻的歐姆表呢？下面我們就來探究這方面的問題新課導入【導入二】預習檢查、總結(jié)疑惑情景引入、展示目標我們已經(jīng)學習過把電流表表頭改裝成電壓表和量程較大的電流表的原理，能利用表頭測電阻嗎？課件：動畫展示多用電表是電流表、電壓表、歐姆表功能的三合一這節(jié)課我們將一起認識一種可以測量電流、電壓以及電阻等電學量的儀表多用電表.新課導入一、實驗目的1.了解歐姆表的原理,學會使用

3、歐姆表.2.了解多用電表的電壓、電流、歐姆擋是共用一個表頭組合在一起的.3.會用多用電表判斷二極管的極性,通過實驗操作學會使用多用電表測量電壓、電流和電阻.學習互動二、歐姆表的結(jié)構(gòu)及原理歐姆表是根據(jù)制成的.它主要由表頭、電源、可調(diào)電阻、導線和紅、黑兩表筆組成(如圖2-8-1所示). 圖2-8-1學習互動閉合電路的歐姆定律想一想 電壓表和電流表都是通過表頭改裝而成的,那么能否將表頭改裝成為一個測量電阻的儀器呢?歐姆表的“0”刻度在表盤的左邊還是右邊?歐姆表的刻度均勻嗎? 為什么要設置調(diào)零電阻?學習互動學習互動學習互動例1一個用滿偏電流為3 mA的電流表改裝而成的歐姆表,調(diào)零后用它測量500 的標

4、準電阻時,指針恰好指在刻度盤的正中間.如果用它測量一個未知電阻時,指針指在1 mA處,則被測電阻的阻值為()A.1000 B.5000 C.1500 D.2000 學習互動例2如圖2-8-2所示的歐姆表示意圖中,電流表的滿偏電流Ig=200 A,內(nèi)阻Rg=100 ,R0=1.4 k,電源電動勢E=1.5 V,電源內(nèi)阻不計,歐姆表的調(diào)零電阻的有效值R是多大?當測量某電阻時,指針恰好在中間位置,則被測電阻R1是多大? 圖2-8-2三、多用電表的使用1.歐姆表的使用步驟及注意事項(1)用螺絲刀進行.(2)選擋:測電阻時選擇合適的倍率,使指針盡可能地指在中間位置,可用比電阻的估計值低1個數(shù)量級的倍率,

5、如估計值為200 ,就應該選的倍率.(3)將紅、黑表筆短接,用調(diào)零旋鈕(電阻)進行歐姆表.(4)將紅、黑表筆分別接被測電阻兩端進行測量.(5)將指針示數(shù)乘以倍率得到測量值.(6)將選擇開關扳到擋.學習互動機械調(diào)零“10”調(diào)零“OFF”2.二極管的檢測二極管是一種半導體電子元件,電路元件符號如圖2-8-3所示.當給二極管加上一定的正向電壓時,它的電阻值,就像一個接通的開關一樣;當給二極管加上反向電壓時,它的電阻值變得,就像斷開的開關一樣.二極管只允許電流沿一種方向通過,這就是二極管的.圖中符號上箭頭的指向表示允許電流通過的方向,用多用電表測量它的電阻時,正向電阻很小,反向電阻很大. 圖2-8-3

6、學習互動很小很大單向?qū)щ娦韵胍幌?為什么多用電表在使用完畢后,要將選擇開關置于“OFF”擋或“交流電壓最高”擋?為什么測量電阻時不要用兩手同時接觸表筆的金屬桿?要點總結(jié)1.在使用歐姆擋時還要進行歐姆調(diào)零.特別需要注意的是,每換一次倍率必須重新進行歐姆調(diào)零.2.會選用不同的擋位.測量大電阻選用倍率高的擋位,測量小電阻選用倍率低的擋位.測量時盡可能使指針位于中央?yún)^(qū)域附近.學習互動3.被測電阻要跟電源及其他元件斷開.用歐姆表測電阻時,注意不要用手碰表筆的金屬桿,以保證測量的準確.4.使用后,要把表筆從插孔里拔出,并且不要把選擇開關置于歐姆擋,以防電池漏電.在長期不使用多用電表時,應把電池取出.學習互

7、動學習互動例3某多用電表表盤的示意圖如圖2-8-4所示,在正確操作的情況下: (1)若選擇開關的位置如a箭頭所示,則測量的物理量 是,測量結(jié)果為. (2)若選擇開關的位置如b箭頭所示,則測量的物理量 是,測量結(jié)果為. (3)若選擇開關的位置如c箭頭所示,則測量的物理量 是,測量結(jié)果為. 圖2-8-4學習互動答案 (1)直流電壓1.25 V(2)直流電流50.0 mA(3)電阻1.70 k解析 (1)若選擇開關的位置如a所示,則測量的是直流電壓,量程為2.5 V,測量結(jié)果為1.25 V.(2)若選擇開關的位置如b所示,則測量的是直流電流,量程為100 mA,測量結(jié)果為50.0 mA.(3)若選擇

8、開關的位置如c所示,則測量的是電阻,倍率為“100”,測量結(jié)果為17.0100 =1.70 k.學習互動例4用如圖2-8-5所示的多用電表測量電阻,要用到選擇開關K和兩個部件S、T.請根據(jù)下列步驟完成電阻測量:(1)旋動(選填“S”“K”或“T”),使指針對準電流的“0”刻線.(2)將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“100”的位置.(3)將插入“+”“-”插孔的表筆短接,旋動(選填“S”“K”或“T”),使指針對準電阻的(選填“0刻線”或“刻線”). 圖2-8-5學習互動(4)將兩表筆分別與待測電阻兩端相接,發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小,為了得到比較準確的測量結(jié)果,請從下列選項中挑出合理的步驟,并按的順序進行操作,再

9、完成讀數(shù)測量.A.將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“1k”的位置B.將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“10”的位置C.將兩表筆的金屬部分分別與被測電阻的兩根引線相接D.將兩表筆短接,旋動合適部件,對電表進行校準學習互動答案 (1)S(3)T0刻線(4)ADC解析 (1)使指針對準電流的“0”刻線,應旋動機械調(diào)零部件S.(2)使指針對準電阻的“0”刻線,應旋動歐姆調(diào)零部件T.(3)測電阻時若指針偏轉(zhuǎn)角度過小,則待測電阻的阻值很大,據(jù)歐姆表測電阻時指針盡可能接近“中值”的原則知,應換用較大的倍率的擋位,每換一次擋位應重新進行歐姆調(diào)零,測電阻時兩表筆的金屬部分分別與被測電阻兩引線相連,因此合理順序為ADC.四、電學黑盒問題想一想

10、黑盒子內(nèi)若有電源、電阻、二極管等,應用多用電表分別怎么探測?要點總結(jié)用多用電表判斷“電學黑盒”問題的分析方法學習互動探究對象 應用擋位現(xiàn)象電源電壓擋兩接線柱正反接,均無偏轉(zhuǎn),說明無電源電阻歐姆擋兩接線柱正反接,示數(shù)相同,說明有電阻二極管歐姆擋兩接線柱正反接,示數(shù)相差大,說明有二極管例5 把一只電阻和一只半導體二極管分別與接線柱A、B、C連接,元件放在盒子里,盒外只露出接線柱(如圖2-8-6所示),現(xiàn)用多用電表的歐姆擋進行測量,結(jié)果是:A、C間:將紅、黑表筆調(diào)換,前后讀數(shù)相同.B、C間:紅表筆接B、黑表筆接C時的讀數(shù)很小,調(diào)換紅、黑表筆,讀數(shù)很大.A、B間:紅表筆接A、黑表筆接B時的讀數(shù)很大,調(diào)

11、換紅、黑表筆,測得的讀數(shù)與A、C間的讀數(shù)很接近.根據(jù)這一結(jié)果,請在虛線框中畫出盒內(nèi)的電路圖. 圖2-8-6學習互動學習互動答案如圖所示解析 根據(jù)可知,A、C間顯然為電阻.根據(jù)中B、C間的情況及二極管的單向?qū)щ娦钥芍?B、C間為二極管,且B接負極,C接正極.根據(jù)進一步說明上面的判斷,故實驗電路如圖所示.備用習題備用習題備用習題備用習題備用習題備用習題備用習題備用習題備用習題備用習題備用習題備用習題備用習題備用習題備用習題答案 (1)斷開(2)D解析 用歐姆擋檢查時，測試前應首先將開關S斷開根據(jù)表針偏轉(zhuǎn)情況，接c、d時有示數(shù)，說明不是燈A斷路；接e、f時有示數(shù)，說明也不是燈B斷路；接d、e間時電阻

12、無窮大，可以斷定是d、e間導線斷路自我檢測1.(多用電表的使用)(多選)下列操作正確的是()A.用多用電表測電壓時,要將紅表筆接高電勢點B.用多用電表測電流時,應將多用電表串聯(lián)接入電路C.用多用電表測電阻時,要選擇合適擋位,使表頭指針偏轉(zhuǎn)角度盡可能大D.用多用電表測電阻時,待測電阻可以與外電路的電源相連接答案 AB解析 使用多用電表時,電流都是從紅表筆流進,A正確;測電流時,應將多用電表串聯(lián)接入電路,B正確;測電阻時,要選擇合適擋位,使表頭指針指在中央附近,待測電阻與外電路的其他元件(含電源)斷開,C、D錯誤.自我檢測2.(歐姆表的結(jié)構(gòu))如圖2-8-7所示是一個歐姆表的外部構(gòu)造示意圖,其正、負

13、插孔內(nèi)分別插有紅、黑表筆,則虛線內(nèi)的電路圖應是圖2-8-8中的()圖2-8-7圖2-8-8自我檢測答案 A解析 紅表筆接內(nèi)部電源的負極,且內(nèi)部電阻為可變電阻用以歐姆調(diào)零,則選項A正確.自我檢測3.(歐姆表原理)用一個滿偏電流為10 mA、內(nèi)阻為40 的表頭,一個電動勢為1.5 V、內(nèi)阻不計的干電池和一個可變電阻組裝成一個歐姆表,應當選擇的可變電阻的規(guī)格是()A.020 B.050 C.0100 D.0200 自我檢測4.(多用電表的讀數(shù))(1)用多用電表測直流電流時,應把選擇開關旋至標有處, 并把多用電表聯(lián)到被測電路中;測電壓時,應把選擇開關旋至標有_處,并把多用電表與被測電路聯(lián);測直流電壓和

14、電流時,都必須把紅表筆接在電勢處,即電流從表筆流進多用電表.(2)如圖2-8-9所示為一正在測量中的多用電表表盤.如果是用“10”擋測量電阻,則讀數(shù)為. 如果是用“直流10 mA”擋測量電流,則讀數(shù)為mA. 圖2-8-9 如果是用“直流5 V”擋測量電壓,則讀數(shù)為V.自我檢測答案 (1)mA串V并高紅(2)607.003.50解析 (1)用多用電表測直流電流時,選擇開關應置于“mA”擋,且把電表串聯(lián)接入被測電路中;測電壓時,把選擇開關置于標有“V”處,且將多用電表并聯(lián)于被測電路兩端,由于紅表筆與表頭正接線柱相連,黑表筆與表頭負接線柱相連,因此測直流電壓和直流電流時,都必須把紅表筆接在電勢高處,即電流從紅表筆進入多用電表.(2)因為選的是“10”擋,所以讀數(shù)為6.010 =60 .因為用直流10 mA擋測電流,所以對應讀數(shù)為7.00 mA(注意從直流刻度區(qū)讀).用直流5 V擋測電壓時,讀數(shù)為3.50 V.