2022年高中物理教科版選修3-1：第二章 直流電路 學案10

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1、2022年高中物理教科版選修3-1：第二章 直流電路 學案10學習目標定位 1.了解歐姆表的原理，了解歐姆表的表盤刻度等問題，并學會使用歐姆表.2.了解多用電表的構(gòu)造及制作原理.3.動手操作，學會用多用電表測量電壓、電流及二極管的正、反向電阻一、認識多用電表1歐姆表內(nèi)部構(gòu)造：由表頭、電池和可變電阻三部分組成2.歐姆表的測量原理：如圖1所示 ，當紅、黑表筆間接入待測電阻R時，通過表頭的電流為I時，待測阻值R(rRgR0)，由于待測電阻的數(shù)值與電流表的示數(shù)是一一對應的，只要把表頭的刻度盤改刻成相應電阻的數(shù)值，該裝置就成為直接讀出電阻值的歐姆表了圖13將電流表、電壓表和歐姆表共同使用一個表頭，就成為

2、多用電表，也稱萬用表4作為電流表使用時，表頭并聯(lián)有分流電阻5作為電壓表使用時，表頭串聯(lián)有分壓電阻6作為歐姆表使用時，表頭串聯(lián)了電池和調(diào)零電阻7外形結(jié)構(gòu)：上半部是表頭，表頭的下部有一個定位螺絲，使用前，應先檢查指針是否指在左邊“0”刻度處；下半部的中心部位是選擇開關(guān)二、練習使用多用電表1用多用電表測量電流和電壓：接入多用電表時要注意電流從紅表筆進入電表；從黑表筆流出電表，讀數(shù)時要注意所選擇的量程2用多用電表測量電阻：(1)先把選擇開關(guān)旋到電阻擋的適當倍率處；(2)把兩支表筆相互接觸，調(diào)整電阻擋調(diào)零旋鈕，使指針指在電阻擋的“0”刻度線處；(3)再把待測電阻(待測電阻不能與其他電源或其他電阻連接)的

3、兩端分別與兩支表筆接觸，讀出指針的示數(shù)再乘以相應的倍率，即為所測電阻阻值3用多用電表判斷二極管的正負極：(1)選擇電阻擋的適當量程，讓兩支表筆分別接觸二極管的兩根引線；(2)變換兩表筆位置再次與二極管的兩根引線接觸；(3)電阻較小時接觸黑表筆的一端是正極，另一端是負極一、歐姆表問題設計1電壓表、大量程電流表都是由電流表改裝的，那么我們?nèi)绾伟央娏鞅砀难b成測量電阻的歐姆表？畫出原理圖答案可以用如圖所示的電路將電流表改裝成歐姆表2當紅、黑表筆短接時(如圖2所示)，調(diào)節(jié)R的阻值，使指針指到滿刻度，此時紅、黑表筆之間電阻為多大？當紅、黑表筆不接觸時(如圖3所示)，指針不偏轉(zhuǎn)，即指向電流表的零點此時，紅、

4、黑表筆之間電阻為多大？ 圖2 圖3答案零無窮大3當在紅、黑表筆間接入某一電阻Rx，指針恰好指在刻度盤的中間位置，此時Rx與歐姆表內(nèi)阻有什么關(guān)系？答案阻值相等要點提煉1當紅、黑表筆斷開時，電流表中電流為零，此時表筆間電阻無窮大，所以在表盤上電流零處標電阻“”；當紅、黑表筆短接時，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零電阻，使電流表指針滿偏，此時表筆間電阻為零，所以在電流滿偏處標電阻“0”2I與Rx不成比例，歐姆表的刻度不均勻3歐姆表偏角越大，表明被測電阻越小4中值電阻：當外加電阻RxrRgR0時，電流為IIg，此時電流表指針指在刻度盤的中央，該電阻叫中值電阻二、多用電表問題設計圖4分別表示電流表、歐姆表、電壓表的電路示意

5、圖，試把它們組合在一起，在圖5的基礎(chǔ)上畫出最簡單的多用電表的電路圖4圖5答案要點提煉1電流表的改裝原理：由同一表頭并聯(lián)(“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)不同電阻改裝而成的量程不同的電流表2電壓表的改裝原理：由同一表頭串聯(lián)(“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)不同電阻改裝而成的量程不同的電壓表3歐姆表的改裝原理：將對應Rx的電流刻度值改為電阻值即為歐姆表4電流進、出電表的流向：(1)電流檔串聯(lián)接入電路，電流從紅表筆流進電表，從黑表筆流出；(2)電壓檔并聯(lián)接入電路，紅表筆接高電勢點，黑表筆接低電勢點，電流仍然是“紅進、黑出”；(3)使用歐姆擋時，紅表筆連接表內(nèi)電源的負極，黑表筆連接表內(nèi)電源的正極電流仍然是“紅進、黑出”三、使

6、用多用電表的注意事項1電流都是從紅表筆流入，從黑表筆流出2電壓、電流的讀數(shù)要看清選擇開關(guān)所選擇的量程，搞清楚每一小格表示多少，及應讀到的有效數(shù)字位數(shù)3測電阻時注意：(1)測電阻必須把待測電阻隔離(2)兩個調(diào)零過程，切記換擋需進行歐姆調(diào)零(3)讀數(shù)時應乘以相應的倍率(4)合理選擇量程，使指針盡可能指在中值附近(5)歐姆表的表盤刻度不均，一般不估讀(6)電池用舊后，內(nèi)電阻會變大，要及時換電池4實驗完畢，將表筆從插孔中拔出，并將選擇開關(guān)置于“OFF”擋或旋至交流電壓的最大量程處若長期不用，應將多用電表內(nèi)的電池取出一、歐姆表測電阻的原理例1若某歐姆表表頭的滿偏電流為5 mA，內(nèi)裝一節(jié)干電池，電動勢為1

7、.5 V，那么該歐姆表的內(nèi)阻為_ ，待測電阻接入紅、黑兩表筆之間時，指針指在刻度盤的中央，則待測電阻的阻值為_ ，若指針指在滿刻度的處，則待測電阻的阻值為_ .答案300300100二、多用電表的使用和讀數(shù)例2為確定某電子元件的電氣特性，做如下測量(1)用多用表測量該元件的電阻，選用“100”倍率的電阻擋測量，發(fā)現(xiàn)多用表指針偏轉(zhuǎn)過大，因此需選擇_倍率的電阻擋(填：“10”或“1k”)，并_再進行測量，多用表的示數(shù)如圖6所示，測量結(jié)果為_.圖6(2)將待測元件(額定電壓9 V)、蓄電池、滑動變阻器、電流表、多用表、電鍵及若干導線連接成電路如圖7所示添加連線，使電路能測量該元件完整的伏安特性圖7本

8、實驗中使用多用表測電壓，多用表的選擇開關(guān)應調(diào)到_擋(填：“直流電壓10 V”或“直流電壓50 V”)解析(1)用多用表測量該元件的電阻，選用“100”倍率的電阻擋測量，發(fā)現(xiàn)多用表指針偏轉(zhuǎn)過大，說明電阻較小，因此需選擇10倍率的電阻擋，并歐姆調(diào)零后再進行測量，多用表的示數(shù)如題圖所示，測量結(jié)果為70 .(2) 要測量該元件完整的伏安特性，必須連接成分壓電路本實驗中使用多用表測電壓，多用表的選擇開關(guān)應調(diào)到直流電壓10 V擋答案(1)10歐姆調(diào)零70(2)電路如圖所示直流電壓10 V如圖8所示為多用電表的示意圖，試回答下列問題：圖8(1)當選擇開關(guān)位置旋至“mA”擋中的“10”擋位時，則測量的是_(2

9、)當選擇開關(guān)位置旋至“V”擋中的“50”擋位時，則測量的是_(3)當選擇開關(guān)位置旋至“”擋中的“100”擋位時，則測量的電阻大小等于_(4)當選擇開關(guān)位置旋至“”擋中的“100”擋位時，正確操作后發(fā)現(xiàn)指針的偏轉(zhuǎn)角很小，那么正確的操作步驟依次是：_，_，_.(5)無論用多用電表進行何種(直流)操作測量，電流都應該是從_表筆經(jīng)_插孔流入電表答案(1)量程為010 mA的直流電流(2)量程為050 V的直流電壓(3)讀數(shù)100 (4)換擋位“1 k”將表筆短接重新進行調(diào)零將電阻與其他元件斷開后進行測量(5)紅“”解析當多用電表的選擇開關(guān)置于相應的物理量區(qū)域時，多用電表就可以測量該量，開關(guān)所指的數(shù)值就

10、是所測量的量程，需要注意的是：由于測電阻的原理和測電流、電壓的原理不同，當選擇開關(guān)在測電阻區(qū)域時，對應的數(shù)值是倍率，而不是量程當然，倍率越大，測量的電阻也就越大；倍率越小，測量的電阻就越小由于測電阻是應用閉合電路的歐姆定律，每次換擋位時，都會改變閉合電路的阻值，因此換擋位后必須進行歐姆調(diào)零多用電表在測量時，紅表筆要插入“”插孔，黑表筆要插入“”插孔，這樣，在測量電路中，電流應從紅表筆流入題組一多用電表的原理1以下是歐姆表原理的電路示意圖，正確的是()答案C解析選項B的歐姆表中沒有可調(diào)電阻，B錯；選項D電流表的負極接到了電源的正極，D錯；紅表筆應接電源的負極，黑表筆應接電源的正極，A錯，C對2用

11、歐姆表測一個電阻的阻值R，選擇旋鈕置于“10”擋，測量時指針指在100與200刻度弧線的正中間，可以確定()AR150 BR1 500 C1 000 R1 500 D1 500 R2 000 答案C解析表盤右疏左密，所以指針指在100與200刻度弧線的正中間，可以確定1 000 R1 500 ，故選C.3如圖1所示為簡單歐姆表原理示意圖，其中電流表的滿偏電流Ig300 A，內(nèi)阻Rg100 ，可變電阻R的最大阻值為10 k，電源的電動勢E1.5 V，內(nèi)阻r0.5 ，圖中與接線柱A相連的表筆顏色應是_色，按正確使用方法測量電阻Rx的阻值時，指針指在刻度盤的正中央，則Rx_ k.圖1答案紅5題組二多

12、用電表的讀數(shù)4如圖2所示為一多用電表表盤圖2(1)如果用直流10 V擋測量電壓，則讀數(shù)為_ V.(2)如果用直流100 mA擋測量電流，則讀數(shù)為_ mA.(3)如果用100擋測電阻，則讀數(shù)為_ .答案(1)6.6(2)66(3)800解析直流電壓、電流讀數(shù)時用中間刻度線，電壓表讀數(shù)為6.6 V，電流表讀數(shù)為66 mA，歐姆表讀數(shù)時用上面刻度線，讀數(shù)為800 .5如圖3所示為多用電表的表盤，測電阻時，若用的是“100”擋，這時指針所示被測電阻的阻值應為_；測直流電流時，用的是100 mA的量程，指針所示電流值為_mA；測直流電壓時，用的是50 V量程，則指針所示的電壓值為_V.圖3答案1 700

13、4723.5解析若用“100”擋測電阻時，指針讀數(shù)為：17100 1 700 若用量程100 mA測直流電流時，讀數(shù)為：4.710 mA47 mA若用量程50 V測直流電壓時，讀數(shù)為23.5 V題組三多用電表的使用和測量6在使用多用電表測電阻時，以下說法正確的是()A使用前檢查指針是否指在電阻擋的“”處B每換一次擋位，都必須重新進行歐姆調(diào)零C在外電路中，電流從黑表筆流經(jīng)被測電阻到紅表筆D測量時，若指針偏角較小，應換倍率較小的擋位來測量答案ABC解析指針偏角小，示數(shù)大，應換用倍率大的擋位重新測量，故D錯誤7一學生使用多用電表測電阻，他在實驗中有違反使用規(guī)則的地方他的主要實驗步驟如下：A把選擇開關(guān)

14、置于“1”的歐姆擋；B把表筆插入插孔中，先把兩表筆相接觸，旋轉(zhuǎn)調(diào)零旋鈕，使指針指在電阻刻度的零刻線上；C把兩表筆分別與某一待測電阻的兩端相連，發(fā)現(xiàn)這時指針偏轉(zhuǎn)角度較??；D換用“100”擋，發(fā)現(xiàn)這時指針偏轉(zhuǎn)適中，隨即記下電阻值；E把表筆從插孔中拔出后，就把多用電表放回桌上原處，實驗完畢這個學生已經(jīng)注意到在測量時待測電阻與其他元件或電源斷開，不用手碰表筆的金屬桿這個學生在實驗中哪一個或哪些步驟違反了使用規(guī)則？答案見解析解析D步驟中應先調(diào)零后再測電阻；E步驟中應將選擇開關(guān)置于“OFF”或交流電壓最高擋8用如圖4所示的多用電表測量電阻，要用到選擇開關(guān)K和兩個部件S、T.請根據(jù)下列步驟完成電阻測量：圖4

15、(1)旋動部件_，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，旋動部件_，使指針對準電阻的_(填“0刻線”或“刻線”)(4)將兩表筆分別與待測電阻相接，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，再完成讀數(shù)測量A將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“1 k”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，對電表進行校準答案(1)S(3)T0刻線(4)ADC解析使指針對準電流的“0”刻線，應旋動機械調(diào)零部件S；使指針對準電阻的“0”刻線

16、，應旋動歐姆調(diào)零部件T；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，應換用較大倍率的擋位，因此A合理；每換一次擋位應重新調(diào)零，則選D；測電阻時兩表筆的金屬部分分別與被測電阻的兩根引線相連，應選C.題組四綜合題組9實驗室有下列器材：A電流表(0100 A,1.5 k)；B電流表(01 mA,1 k)；C變阻器(0300 )；D變阻器(0800 )；E干電池(1.5 V，r0)；現(xiàn)要改裝一只歐姆表，從上述備用器材中，電流表應選用_，變阻器應選用_，電源應選用_(填序號)改裝好的歐姆表中心刻度的阻值為_答案BDE1.5 k解析若選用A電流表，需要

17、變阻器的最小阻值為R1.5 k13.5 k，C、D兩個變阻器都不能用，故不能選A電流表若選用B電流表，需要變阻器的最小阻值為R1 k0.5 k500 ，D變阻器可以滿足，故電流表選B，變阻器選D.由于只有一個電源，故電源選E.歐姆表中心刻度的阻值為R中R內(nèi)1.5 k.10在如圖5所示的電路中，電源的電動勢E1.5 V，內(nèi)阻r0.5 ，電流表滿偏電流Ig10 mA，電流表電阻Rg7.5 ，A、B為接線柱圖5(1)用一根導線把A、B直接連起來，此時，應把可變電阻R1調(diào)節(jié)為多少才能使電流表恰好達到滿偏電流；(2)調(diào)至滿偏后保持R1的值不變，在A、B間接入一個150 的定值電阻R2，電流表指針指著多少

18、刻度的位置；(3)如果把任意電阻R接在A、B之間，電流表讀數(shù)I與R的值有什么關(guān)系答案(1)142 (2)5 mA(3)R150解析(1)因電流表電阻Rg的值不能忽略，此時可以把電流表視為一個電阻來計算由閉合電路歐姆定律，有Ig從中解出可變電阻R1Rgr(7.50.5)142 這表示，當兩個接線柱直接連到一起，且表頭指針恰好滿偏時，可變電阻R1的值需調(diào)節(jié)到142 .(2)保持可變電阻R1的值不變，把R2150 接在A、B之間，設這時電流表讀數(shù)為I2，由閉合電路歐姆定律得：I2 A0.005 A5 mA這表示，接入R2后，電流表指針指在“5 mA”刻度的位置(3)把任意電阻R接到A、B之間、設電流表讀數(shù)為I，則I代入數(shù)值后，得I解出R150