2018-2019學(xué)年高中物理 第二章 第8～9節(jié) 多用電表的原理 實(shí)驗(yàn)：練習(xí)使用多用電表學(xué)案（含解析）新人教版選修3-1.doc

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多用電表的原理 實(shí)驗(yàn)：練習(xí)使用多用電表 1.歐姆表是依據(jù)閉合電路歐姆定律，由電流表改裝而成，它由表頭、電源和可變電阻三部分組成。 2．使用多用電表測(cè)電阻時(shí)，先要進(jìn)行機(jī)械調(diào)零，選完擋后，再進(jìn)行歐姆調(diào)零，每次重新選擋后都要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零。 3．利用多用電表可測(cè)量電壓、電流、電阻，并可應(yīng)用多用電表判斷電路故障、檢測(cè)二極管的極性及好壞等。 4．使用多用表的歐姆表時(shí)才用到內(nèi)部電源，用電壓擋或電流擋時(shí)，均用不到內(nèi)部電源。 一、歐姆表 1．原理 依據(jù)閉合電路的歐姆定律，由電流表改裝而成的。 2．內(nèi)部構(gòu)造 由表頭、電源和可變電阻三部分組成。 3．測(cè)量原理 如圖所示，當(dāng)紅、黑表筆接入被測(cè)電阻Rx時(shí)，通過(guò)表頭的電流I＝。改變Rx，電流I隨著改變，每個(gè)Rx值都對(duì)應(yīng)一個(gè)電流值，在刻度盤(pán)上直接標(biāo)出與I值對(duì)應(yīng)的 Rx值 ，就可以從刻度盤(pán)上直接讀出被測(cè)電阻的阻值。 當(dāng)不接電阻直接將兩表筆連接在一起時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流表達(dá)到滿偏，此時(shí)有Ig＝，若外加電阻Rx＝R＋Rg＋r時(shí)，電流為I＝＝Ig，此時(shí)電流表指針在刻度盤(pán)的中央，該電阻叫中值電阻。 二、多用電表 1．用途 共用一個(gè)表頭，可分別測(cè)量電壓、電流、電阻等物理量。 2．最簡(jiǎn)單的多用電表原理圖 如圖所示，當(dāng)單刀多擲開(kāi)關(guān)接通1時(shí)，可作為電流表使用，接通2時(shí)，可作為歐姆表使用，接通3時(shí)，可作為電壓表使用。 3．外形構(gòu)造 如圖所示，選擇開(kāi)關(guān)周?chē)胁煌臏y(cè)量功能區(qū)域及量程，選擇開(kāi)關(guān)旋到不同的位置，多用電表內(nèi)對(duì)應(yīng)的儀表電路被接通，就相當(dāng)于對(duì)應(yīng)的儀表。在不使用時(shí)，應(yīng)把選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到OFF擋或交流電壓最高擋。 三、實(shí)驗(yàn)：練習(xí)使用多用電表 1．測(cè)電壓 (1)選擇直流電壓擋合適的量程。 (2)將電表與被測(cè)電路并聯(lián)，注意紅表筆接觸點(diǎn)的電勢(shì)要比黑表筆高。 (3)讀數(shù)時(shí)，首先要認(rèn)清刻度盤(pán)上的最小刻度。 2．測(cè)電流 (1)選擇直流電流擋合適的量程。 (2)將被測(cè)電路導(dǎo)線卸開(kāi)一端，把多用表串聯(lián)在電路中。注意使電流從紅表筆流入電表。 3．測(cè)電阻 (1)將選擇開(kāi)關(guān)扳到歐姆擋上，此時(shí)紅表筆連接表內(nèi)電源的負(fù)極，黑表筆連接表內(nèi)電源的正極。選好量程后，先調(diào)零，然后測(cè)量。換用不同量程必須重新調(diào)零。測(cè)量完畢，應(yīng)把選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到OFF擋。 (2)利用歐姆擋測(cè)電阻時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)過(guò)大或過(guò)小，誤差都比較大，應(yīng)使指針落在刻度盤(pán)的中間區(qū)域。 4．二極管的特點(diǎn)及其電阻測(cè)量 (1)特點(diǎn)：如圖所示，它由半導(dǎo)體材料制成，有兩個(gè)電極。正極和負(fù)極，電流從正極流入時(shí)電阻較小，從負(fù)極流入時(shí)電阻較大，即二極管具有單向?qū)щ娦浴? (2)電阻測(cè)量：正向電阻較小，反向電阻較大，可用多用電表判斷它的正負(fù)極或區(qū)分它的好壞。 ①測(cè)正向電阻：選低倍率歐姆擋，調(diào)整歐姆零點(diǎn)之后將黑表筆接觸二極管正極，紅表筆接觸二極管負(fù)極。讀數(shù)乘以倍率即為正向電阻。 ②測(cè)反向電阻方法與測(cè)正向電阻類似，但應(yīng)選擇高倍率的歐姆擋。 1．自主思考——判一判 (1)歐姆表的內(nèi)阻是電源內(nèi)阻、表頭內(nèi)阻和滑動(dòng)變阻器有效電阻之和。(√) (2)歐姆表的紅表筆接內(nèi)部電源的正極。() (3)兩表筆短接時(shí)，電流表滿偏，意味著此時(shí)待測(cè)電阻為零。(√) (4)多用電表所有刻度線都是均勻的。() (5)用多用表無(wú)論是測(cè)電壓或是測(cè)電流時(shí)電流總是從紅表筆流入，從黑表筆流出。(√) (6)使用多用電表歐姆擋測(cè)電阻時(shí)，指針擺動(dòng)角度越大，測(cè)量越精確。() (7)歐姆表的每一擋的測(cè)量范圍都是0～∞，所以使用過(guò)程中可以不用換擋，直接測(cè)電阻。() 2．合作探究——議一議 (1)在學(xué)習(xí)多用電表這節(jié)課之前，老師給每一個(gè)學(xué)習(xí)小組一個(gè)多用電表，觀察表盤(pán)后，一個(gè)同學(xué)產(chǎn)生了疑問(wèn)，為什么歐姆表的刻度線的零點(diǎn)在右邊？又為什么是不均勻的？ 提示：歐姆表的改裝是根據(jù)閉合電路歐姆定律，用表頭中的電流替代待測(cè)電阻，由電流為I＝可以知道，電流I與待測(cè)電阻Rx有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，但不是正比關(guān)系，所以刻度是不均勻的，且Rx越小電流越大，指針的偏角越大，當(dāng)Rx＝0(即兩表筆短接)時(shí)電流最大，在刻度的最右端應(yīng)該標(biāo)0，故歐姆表的零刻度在右端。 (2)用多用電表的歐姆擋測(cè)甲元件的電阻時(shí)發(fā)現(xiàn)偏轉(zhuǎn)角較大，接著去測(cè)乙元件的電阻時(shí)，發(fā)現(xiàn)偏轉(zhuǎn)角很小，兩個(gè)元件的電阻大小關(guān)系怎樣？ 提示：據(jù)多用電表的表盤(pán)可知，測(cè)甲元件偏轉(zhuǎn)角大，說(shuō)明電阻小，測(cè)乙元件偏轉(zhuǎn)角小，說(shuō)明電阻大，所以R乙＞R甲。 歐姆表的原理 1．原理如圖所示 2．刻度標(biāo)注 (1)“0 Ω”標(biāo)注：當(dāng)紅、黑表筆相接時(shí)(圖甲)，相當(dāng)于被測(cè)電阻Rx＝0，調(diào)節(jié)R的阻值，使＝Ig，則表頭的指針指到滿刻度，所以刻度盤(pán)上指針指在滿偏處定為歐姆表刻度的零點(diǎn)。注意此時(shí)歐姆表的內(nèi)阻是r＋Rg＋R。 (2)“中值”標(biāo)注：保持R不變，在兩表筆間接一電阻Rx時(shí)，如圖丙所示，使電流表指針恰指到滿刻度的一半，即處，則此時(shí)Rx＝Rg＋R＋r，稱為中值電阻，等于歐姆表內(nèi)電阻值。 (3)“∞ Ω”標(biāo)注：當(dāng)紅、黑表筆不接觸時(shí)(圖乙)相當(dāng)于被測(cè)電阻Rx＝∞，電流表中沒(méi)有電流，表頭的指針不偏轉(zhuǎn)，此時(shí)指針?biāo)傅奈恢檬菤W姆表刻度的“∞”點(diǎn)。 (4)一般位置標(biāo)注：由閉合電路的歐姆定律I＝知，每一電流值都對(duì)應(yīng)一電阻值Rx，將電流刻度換成對(duì)應(yīng)的電阻刻度，就可直接讀電阻了。 1．[多選]關(guān)于多用電表上的歐姆刻度線，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．零歐姆刻度線與零電流刻度線重合 B．零歐姆刻度線與電流表滿偏刻度線重合 C．歐姆刻度線是不均勻的，歐姆值越大，刻度線越密 D．歐姆刻度線是不均勻的，歐姆值越小，刻度線越密 解析：選BC　因?yàn)槎嘤秒姳碓诓皇褂脮r(shí)，指針指在電流表的零刻度線上，但是此時(shí)歐姆表的兩個(gè)表筆并沒(méi)有接觸，表筆之間的電阻無(wú)窮大，所以電流表的零刻度線對(duì)應(yīng)的是歐姆表的無(wú)窮大刻度線。當(dāng)電流表最大即處于滿偏刻度上時(shí)，對(duì)應(yīng)的電阻最小，所以零歐姆刻度線與電流表的滿偏刻度線重合，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；從歐姆表的刻度盤(pán)上得知?dú)W姆表的刻度是不均勻的，歐姆值越大，刻度線越密，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。 2．一個(gè)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(cè)300 Ω的標(biāo)準(zhǔn)電阻時(shí)，指針恰好指在刻度盤(pán)的正中間，如果用它測(cè)量一個(gè)未知電阻時(shí)，指針指在1 mA處，則被測(cè)電阻的阻值為(　　) A．100 Ω　　　　　　　 B．300 Ω C．600 Ω D．1 000 Ω 解析：選C　當(dāng)電流達(dá)到滿偏電流的一半時(shí)，所測(cè)電阻與內(nèi)部電阻相同，為中值電阻， 中值電阻為R內(nèi)＝300 Ω，則E＝IgR內(nèi)＝310－3300 V＝0.9 V 再由I＝，得R測(cè)＝－R內(nèi)＝600 Ω，則C正確，A、B、D錯(cuò)誤。 多用電表的使用方法 1．測(cè)量前的準(zhǔn)備 測(cè)量前，先檢查表針是否停在最左端的“0”位置，如果沒(méi)有停在“0”位置，應(yīng)用小螺絲刀輕輕地轉(zhuǎn)動(dòng)表盤(pán)下面中間的定位螺絲，使指針指零，通常稱為機(jī)械調(diào)零。然后將紅表筆和黑表筆分別插入正(＋)、負(fù)(－)測(cè)試筆插孔。 2．用多用電表測(cè)電壓、電流 測(cè)量小燈泡的電壓 測(cè)量小燈泡的電流 示意圖 用直流電源對(duì)小燈泡正常供電 把小燈泡的一個(gè)接線柱上的導(dǎo)線卸開(kāi) 步驟 (1)將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)旋至直流電壓擋，其量程應(yīng)大于小燈泡兩端電壓的估計(jì)值 (2)用兩表筆分別接觸燈泡兩端的接線柱，注意紅表筆接觸點(diǎn)的電勢(shì)應(yīng)比黑表筆的高 (3)根據(jù)表盤(pán)上相關(guān)量程的直流電壓標(biāo)度讀數(shù) (1)將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)旋至直流電流擋，其量程應(yīng)大于通過(guò)燈泡電流的估計(jì)值 (2)把多用電表串聯(lián)在剛才卸開(kāi)的電路中，注意電流應(yīng)從紅表筆流入電表 (3)閉合開(kāi)關(guān)，根據(jù)表盤(pán)上相應(yīng)量程的直流電流刻度讀數(shù) 3．測(cè)量電阻的操作步驟 (1)選擋：把選擇開(kāi)關(guān)旋到歐姆擋上，并根據(jù)估測(cè)電阻的大小，選擇好選擇開(kāi)關(guān)的量程。 (2)調(diào)零：把兩只表筆接觸，調(diào)整歐姆擋的調(diào)零旋鈕，使指針指在電阻刻度的零位上。(注意：電阻擋的零位在刻度的右端) (3)測(cè)量：把被測(cè)電阻接到紅黑表筆之間，觀察指針的示數(shù)。若指針偏轉(zhuǎn)角度太大(太小)說(shuō)明所選歐姆擋量程太大(太小)，應(yīng)換擋重測(cè)直到指針指在表盤(pán)中間附近為止。 (4)讀數(shù)：讀出表盤(pán)上指針?biāo)傅臄?shù)值，再乘以量程的倍率即為待測(cè)電阻的阻值。 (5)實(shí)驗(yàn)完畢，應(yīng)將兩表筆從插孔中拔出，并將選擇開(kāi)關(guān)置于“OFF”擋或交流電壓最高擋。如果歐姆表長(zhǎng)期不用，應(yīng)取出表內(nèi)的電池。 1．(1)參考多用電表面板完成下列填空：用多用電表測(cè)直流電流時(shí)，應(yīng)把選擇開(kāi)關(guān)旋至標(biāo)有________處，并把多用電表________聯(lián)接到被測(cè)電路中；若測(cè)電壓時(shí)，應(yīng)把選擇開(kāi)關(guān)旋至標(biāo)有________處，并把多用電表與被測(cè)電路________聯(lián)。測(cè)直流電壓和電流時(shí)，都必須把紅表筆接在電勢(shì)________處，即電流從________表筆流進(jìn)多用電表。 (2)如圖為一正在測(cè)量中的多用電表表盤(pán)。 ①如果是用“10”擋測(cè)量電阻，則讀數(shù)為_(kāi)_______Ω。 ②如果是用直流10 mA擋測(cè)量電流，則讀數(shù)為_(kāi)_______mA。 ③如果是用直流5 V擋測(cè)量電壓，則讀數(shù)為_(kāi)_______V。 解析：(1)用多用電表測(cè)直流電流時(shí)，選擇開(kāi)關(guān)應(yīng)置于“mA”擋，且把電表串聯(lián)接入被測(cè)電路中；測(cè)電壓時(shí)，把選擇開(kāi)關(guān)置于標(biāo)有“V”處，且并聯(lián)于被測(cè)電路兩端，因紅表筆與表頭正接線柱相連，黑表筆與表頭負(fù)接線柱相連，因此測(cè)直流電壓和直流電流時(shí)，都必須把紅表筆接在電勢(shì)高處，即電流從紅表筆進(jìn)入多用電表。 (2)用多用電表測(cè)電流或電壓時(shí)，只要根據(jù)旋鈕所指示的量程看相對(duì)應(yīng)的刻度弧線，根據(jù)讀數(shù)規(guī)則，直接讀出指示的讀數(shù)即可，而歐姆表的刻度指示數(shù)乘以旋鈕指示的擋位倍率，才是電阻的測(cè)量值。 ①因?yàn)檫x的是“10”擋，所以讀數(shù)為610 Ω＝60 Ω。 ②因?yàn)橛弥绷?0 mA擋測(cè)電流，所以對(duì)應(yīng)下面10 mA擋讀數(shù)為7.2 mA(注意從直流刻度區(qū)讀)。 ③用直流5 V擋測(cè)時(shí)，電壓為3.60 V。 答案：(1)mA　串　V　并　高　紅 (2)①60?、?.2?、?.60 2．某同學(xué)利用圖示裝置練習(xí)使用多用電表。 (1)測(cè)所接電源的電動(dòng)勢(shì)E：將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)旋到_______擋并選擇適當(dāng)量程，把開(kāi)關(guān) S1 打向____________(填“a”或“b”)，開(kāi)關(guān)S2 打向__________(填“c” 或“d”)，讀出并記下電表的示數(shù)，然后斷開(kāi) S1 和 S2。 (2)測(cè)定值電阻的阻值R(約為 1 000 Ω)：將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)旋到歐姆擋的_______(填“1”“10”“100”或“1 k”)擋并進(jìn)行歐姆調(diào)零，把開(kāi)關(guān) S1打向__________(填“a”或“b”)，開(kāi)關(guān) S2 打向__________(填“c”或“d”)，讀出并記下電表的示數(shù)，然后斷開(kāi) S1 和 S2。 (3)測(cè)電阻 R 中通過(guò)的電流 I：將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)旋到直流“10 mA”擋，把開(kāi)關(guān) S1 打向 a，開(kāi)關(guān) S2 打向______(填“c”或“d”)，讀出并記下電表的示數(shù)， 然后斷開(kāi) S1 和 S2。 解析：(1)測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)E時(shí)，要用直流電壓擋，電源的正極和負(fù)極要直接接在紅表筆和黑表筆上，故把S1打向a，S2打向c。 (2)定值電阻的阻值約1 000 Ω，故要用電阻擋100測(cè)量，電阻要直接接在紅表筆和黑表筆上，故把S1打向b，S2打向c。 (3)測(cè)量電流中的電流，電源、電阻和多用表要構(gòu)成串聯(lián)回路，電流從紅表筆流進(jìn)，從黑表筆流出，故把S1打向a，S2打向d。 答案：(1)直流電壓(或 _V_)　a　c　(2)100　b　c　(3)d 3．有一內(nèi)阻未知(約2 kΩ～6 kΩ)、量程(0～3 V)的直流電壓表。某同學(xué)用一多用電表的歐姆擋，直接去測(cè)量該電壓表的內(nèi)阻，則歐姆擋的選擇開(kāi)關(guān)應(yīng)撥至倍率“_______”擋。該同學(xué)先將紅黑表筆短接調(diào)零后，應(yīng)選圖______(選填“甲”或“乙”)的方式連接。在實(shí)驗(yàn)中，歐姆表的刻度盤(pán)如圖丙所示，則電壓表的電阻應(yīng)為_(kāi)_____ Ω。 解析：當(dāng)歐姆表的指針指在中間位置附近時(shí)，測(cè)量值較為準(zhǔn)確，電壓表內(nèi)阻約為2 kΩ～6 kΩ，表盤(pán)中央刻度線約為30，為準(zhǔn)確測(cè)量電壓表內(nèi)阻，應(yīng)選擇100擋，歐姆表的正極插孔與內(nèi)部電源的負(fù)極相連，與電壓表構(gòu)成一閉合回路，電流從負(fù)極流出，進(jìn)入電壓表的正極，應(yīng)選擇圖甲；由圖示表盤(pán)可知，電壓表內(nèi)阻為：40100 Ω＝4 000 Ω。 答案：100　甲　4 000 電路故障的分析與檢測(cè) [典例]　如圖是某同學(xué)連接的實(shí)驗(yàn)實(shí)物圖，閉合開(kāi)關(guān)S后，發(fā)現(xiàn)A、B燈都不亮，他采用多用電表的歐姆擋檢查故障。 (1)測(cè)試前，應(yīng)將開(kāi)關(guān)S________(填“斷開(kāi)”或“閉合”)。 (2)測(cè)量結(jié)果如下表所示，由此可以斷定故障是________。 A．燈A斷路 B．燈B斷路 C．燈A、B都斷路 D．d、e間導(dǎo)線斷路 [解析]　用歐姆擋檢查時(shí)，測(cè)試前應(yīng)首先將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)。根據(jù)表針偏轉(zhuǎn)情況，接c、d時(shí)有示數(shù)，說(shuō)明不是燈A斷路；接e、f時(shí)有示數(shù)，說(shuō)明也不是燈B斷路；接d、e間時(shí)有電阻無(wú)窮大，可以斷定是d、e間導(dǎo)線斷路。 [答案]　(1)斷開(kāi)　(2)D 電路故障檢測(cè)方法 (1)判斷電路故障常用多用電表的電壓擋，因?yàn)椴僮骷群?jiǎn)便又安全，但要注意量程的選取?？煞忠韵氯N情況作出判斷： ①如果電壓表讀數(shù)為零，說(shuō)明可能在和電壓表并聯(lián)的路段之外有斷路，或該并聯(lián)路段內(nèi)有短路。 ②如果電壓表有示數(shù)，說(shuō)明在和電壓表并聯(lián)的電路之外無(wú)斷路或該并聯(lián)路段內(nèi)無(wú)短路。 ③如果電壓表示數(shù)等于電源電動(dòng)勢(shì)——可能和電壓表并聯(lián)的電路間有斷路，而該并聯(lián)路段之外的電路無(wú)斷路。 (2)若用電流表判斷，則必須確定電流的最大值不能超出電流表的量程，否則會(huì)損害電流表。 (3)利用歐姆擋檢測(cè)時(shí)要謹(jǐn)慎，必須確認(rèn)無(wú)電壓的情況下使用，而且要將待測(cè)元件與電路斷開(kāi)?！　　　? 1．如圖所示電路的三根導(dǎo)線中，有一根是斷的，電源、電阻R1、R2及另外兩根導(dǎo)線是好的。為了查出斷導(dǎo)線，某同學(xué)想先用多用電表的紅表筆連接在電源的正極a，再將黑表筆連接在電阻R1的b端和R2的c端，并觀察多用電表指針的示數(shù)。在下列選項(xiàng)中，符合操作規(guī)程的是(　　) A．直流10 V擋　　　　　　 B．直流0.5 A擋 C．直流2.5 V擋 D．歐姆擋 解析：選A　因?yàn)楸粰z測(cè)的電路為含電源電路，所以選用歐姆擋一定不可。由于電路中電源電動(dòng)勢(shì)為6 V，所以選用直流2.5 V擋也不安全。估測(cè)電路中電流，最大值可能為Im＝＝ A＝1.2 A，所以選用直流0.5 A擋也不對(duì)，只有選用直流10 V擋。 2．在如圖所示的電路中，1、2、3、4、5、6為連接點(diǎn)的標(biāo)號(hào)。在開(kāi)關(guān)閉合后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮?，F(xiàn)用多用電表檢查電路故障，需要檢測(cè)的有：電源、開(kāi)關(guān)、小燈泡、3根導(dǎo)線以及電路中的各連接點(diǎn)。 (1)為了檢測(cè)小燈泡以及3根導(dǎo)線，在連接點(diǎn)1、2已接好的情況下，應(yīng)當(dāng)選用多用電表的________擋。在連接點(diǎn)1、2同時(shí)斷開(kāi)的情況下，應(yīng)當(dāng)選用多用電表的________擋。 (2)在開(kāi)關(guān)閉合情況下，若測(cè)得5、6兩點(diǎn)間的電壓接近電源的電動(dòng)勢(shì)，則表明__________________可能有故障。 (3)將小燈泡拆離電路，寫(xiě)出用多用電表檢測(cè)該小燈泡是否有故障的具體步驟。 解析：用多用電表歐姆擋測(cè)電阻時(shí)必須將其從電路中斷開(kāi)，在點(diǎn)1和點(diǎn)2已接好的情況下，應(yīng)選用多用電表的電壓擋測(cè)量各器材兩端的電壓；點(diǎn)1和點(diǎn)2同時(shí)斷開(kāi)時(shí)，可以用歐姆擋進(jìn)行測(cè)量。在開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，若測(cè)得5、6兩點(diǎn)間電壓接近電源電動(dòng)勢(shì)，可知開(kāi)關(guān)或連接點(diǎn)5、6出現(xiàn)故障。把小燈泡拆離電路后，檢驗(yàn)小燈泡是否斷路可用多用電表的歐姆擋調(diào)零后進(jìn)行測(cè)量，如果電阻無(wú)窮大，說(shuō)明燈泡是斷路的。 答案：(1)電壓　歐姆　(2)開(kāi)關(guān)或連接點(diǎn)5、6 (3)①將多用電表?yè)跷徽{(diào)至歐姆擋；②將紅、黑表筆相接，檢查歐姆擋能否正常工作；③測(cè)量小燈泡的電阻，如電阻為無(wú)窮大，表明小燈泡有故障。 電學(xué)黑箱問(wèn)題 1．“電學(xué)黑箱”的常見(jiàn)種類 (1)純電阻黑箱； (2)純電源黑箱； (3)由電阻和電源組成的閉合電路黑箱； (4)含電容器、二極管的黑箱。 2．常見(jiàn)元件的特性及測(cè)量現(xiàn)象 元件 特性 不分極性，正向、反向電阻大小相等 單向?qū)щ娦?，正向、反向電阻差值很? 直流電路中相當(dāng)于斷路，歐姆表測(cè)量時(shí)指針先偏轉(zhuǎn)，又回到“∞”刻度 提供電壓，用電壓表測(cè)量，如果在兩測(cè)量點(diǎn)間電壓最大，說(shuō)明兩點(diǎn)間有電源 3．用多用電表探測(cè)黑箱內(nèi)的電學(xué)元件的基本思路 根據(jù)以上思路判斷出黑箱內(nèi)有哪些電學(xué)元件后，再根據(jù)各接點(diǎn)間測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯推理，最后確定出元件的位置和連接方式。 1．用多用電表探測(cè)如圖所示黑箱發(fā)現(xiàn)：用直流電壓擋測(cè)量，E、G兩點(diǎn)間和F、G兩點(diǎn)間均有電壓，E、F兩點(diǎn)間無(wú)電壓；用歐姆擋測(cè)量，黑表筆(與電表內(nèi)部電源的正極相連)接E點(diǎn)，紅表筆(與電表內(nèi)部電源的負(fù)極相連)接F點(diǎn)，阻值很小，但反接阻值很大。那么，該黑箱內(nèi)元件的接法可能是選項(xiàng)圖中的(　　) 解析：選B　紅表筆接F，電阻很小，此時(shí)二極管導(dǎo)通，電源電流從黑表筆流出通過(guò)二極管從紅表筆流進(jìn)，電流方向從E到F，只有B正確。 2．如圖所示的黑箱中有三只完全相同的電學(xué)元件，小明使用多用電表對(duì)其進(jìn)行探測(cè)。 (1)在使用多用電表前，發(fā)現(xiàn)指針不在左邊“0”刻度線處，應(yīng)先調(diào)整圖中多用電表的________(選填“A”“B”或“C”)。 (2)在用多用電表的直流電壓擋探測(cè)黑箱a、b接點(diǎn)間是否存在電源時(shí)，一表筆接a，另一表筆應(yīng)________(填“短暫”或“持續(xù)”)接b，同時(shí)觀察指針偏轉(zhuǎn)情況。 (3)在判定黑箱中無(wú)電源后，將選擇開(kāi)關(guān)旋至“1”擋，調(diào)節(jié)好多用電表，測(cè)量各接點(diǎn)間的阻值。測(cè)量中發(fā)現(xiàn)，每對(duì)接點(diǎn)間正反向阻值均相等，測(cè)量記錄如下表。兩表筆分別接a、b時(shí)，多用電表的示數(shù)如圖所示。 請(qǐng)將記錄表補(bǔ)充完整，并在黑箱圖所示的黑箱中畫(huà)出一種可能的電路。 兩表筆接的接點(diǎn) 多用電表的示數(shù) a，b ________Ω a，c 10.0 Ω b，c 15.0 Ω 解析：(1)使用多用電表前應(yīng)先調(diào)整“指針定位螺絲”A，使指針指到左邊的“0”刻度線處。 (2)為保護(hù)多用電表的內(nèi)部元件，在測(cè)量黑箱中是否存在電源時(shí)，應(yīng)短暫接觸接點(diǎn)b。 (3)歐姆表的讀數(shù)為5.01 Ω＝5.0 Ω；每對(duì)接點(diǎn)間正反向電阻均相同，說(shuō)明黑箱中沒(méi)有二極管元件，只有電阻，由測(cè)量電阻最大值為15.0 Ω可知，每個(gè)電阻的最小值為5.0 Ω，接法如圖甲所示；電阻值還可能為10.0 Ω，接法如圖乙所示。 答案：(1)A　(2)短暫　(3)5.0　見(jiàn)解析圖 1．[多選]關(guān)于多用電表，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．多用電表是電壓表、電流表、歐姆表共用一個(gè)表頭改裝而成的 B．用多用電表無(wú)論是測(cè)電壓、電流還是測(cè)電阻，紅表筆的電勢(shì)都高于黑表筆的電勢(shì) C．多用電表的電壓擋、電流擋和歐姆擋都是靠外部提供電流的 D．用多用電表測(cè)電壓、測(cè)電流和測(cè)電阻時(shí)，電流都是從紅表筆流入的 解析：選AD　多用電表內(nèi)只有一個(gè)表頭，所以A選項(xiàng)正確；對(duì)于多用電表，電流都是從紅表筆流進(jìn)，從黑表筆流出。其他測(cè)量電流的來(lái)源都是外電路提供的，但是歐姆擋和其他擋不同，它是靠?jī)?nèi)部電源提供電流的。 2．如圖所示是一個(gè)歐姆表的外部構(gòu)造示意圖，其正、負(fù)插孔內(nèi)分別插有紅、黑表筆，則虛線內(nèi)的電路圖應(yīng)是圖中的(　　) 解析：選A　紅表筆接內(nèi)部電源的負(fù)極，且內(nèi)部電阻為可變電阻用以歐姆調(diào)零，則選項(xiàng)A正確。 3．用一個(gè)滿偏電流為10 mA、內(nèi)阻為40 Ω的表頭，一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為1.5 V、內(nèi)阻不計(jì)的干電池和一個(gè)可變電阻組裝成一個(gè)歐姆表，應(yīng)當(dāng)選擇的可變電阻的規(guī)格是(　　) A．0～20 Ω　　　　　 B．0～50 Ω C．0～100 Ω D．0～200 Ω 解析：選D　表頭的滿偏電流為10 mA，歐姆調(diào)零時(shí)有R＋40 Ω＝＝150 Ω，故R＝110 Ω，可變電阻應(yīng)當(dāng)選擇0～200 Ω，否則不能調(diào)零，選項(xiàng)D正確。 4.如圖是一個(gè)將電流表改裝成歐姆表的示意圖，此歐姆表已經(jīng)調(diào)零，用此歐姆表測(cè)一阻值為R的電阻時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)至滿刻度處。現(xiàn)用該表測(cè)一未知電阻，指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的處，則該電阻的阻值為(　　) A．4R　　　　　　　　 B．5R C．10R D．16R 解析：選D　當(dāng)進(jìn)行電阻調(diào)零時(shí)，根據(jù)閉合電路的歐姆定律，此時(shí)歐姆表滿偏，即Ig＝，當(dāng)測(cè)量電阻值為R的電阻時(shí)，有＝，設(shè)待測(cè)電阻阻值為R′，則有＝，聯(lián)立各式即可得到結(jié)論。 5.用多用電表歐姆擋測(cè)阻值約為80 Ω的電阻R1及阻值約為30 kΩ的電阻R2的阻值，多用電表表盤(pán)刻度如圖所示。下列是測(cè)量過(guò)程中一系列可能操作，請(qǐng)選出能盡可能準(zhǔn)確地測(cè)量各阻值、并符合多用電表安全使用規(guī)則的各項(xiàng)操作，將它們按合理順序排列起來(lái)，填在題中橫線上。(只填序號(hào)字母) A．旋動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)，使其尖端對(duì)準(zhǔn)歐姆擋“1”的位置； B．旋動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)，使其尖端對(duì)準(zhǔn)歐姆擋“10”的位置； C．旋動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)，使其尖端對(duì)準(zhǔn)歐姆擋“100”的位置； D．旋動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)，使其尖端對(duì)準(zhǔn)歐姆擋“1 k”的位置； E．旋動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)，使其尖端對(duì)準(zhǔn)“OFF ”的位置； F．將兩表筆分別接到R1兩端，讀出R1的阻值，隨后即斷開(kāi)； G．將兩表筆分別接到R2兩端，讀出R2的阻值，隨后即斷開(kāi)； H．調(diào)節(jié)機(jī)械調(diào)零旋鈕，使電表指針指在最左邊電流的零刻度位置； I．將兩表筆短接，旋動(dòng)歐姆調(diào)零旋鈕，使電表指針指在最右邊歐姆的零刻度位置； 所選擇的操作及其合理的排列順序應(yīng)是_______________________________________。 解析：用多用電表測(cè)電阻的一般步驟為：調(diào)機(jī)械零點(diǎn)→選擋→調(diào)歐姆零點(diǎn)→測(cè)量→斷開(kāi)→將選擇開(kāi)關(guān)置“OFF”擋或交變電壓最高擋。注意每換一個(gè)擋位，需重新調(diào)歐姆零點(diǎn)。選擋的原則是使在測(cè)電阻時(shí)指針盡量指在表盤(pán)中央部分，一般應(yīng)使指針指在滿偏的～之間，即2R中～R中之間。例如題圖中表盤(pán)中央位置的刻度為150，若選“10”擋，則R中＝1 500 Ω，測(cè)量范圍為750 Ω～3 kΩ為佳。 答案：HAIFCIGE 6.把一量程6 mA、內(nèi)阻100 Ω的電流表改裝成歐姆表，線路如圖所示，現(xiàn)備有如下器材：A.電源E＝3 V(內(nèi)阻不計(jì))；B.變阻器0～100 Ω；C.變阻器0～500 Ω；D.紅表筆；E.黑表筆。 (1)變阻器選用________。 (2)紅表筆接________端，黑表筆接________端。 (3)電流表2 mA刻度處換成電阻刻度，其電阻值應(yīng)為_(kāi)_______。 解析：(1)兩表筆直接接觸時(shí)，調(diào)節(jié)變阻器阻值使電流達(dá)到滿偏I(xiàn)g＝，解得R0＝400 Ω，故變阻器應(yīng)選C。 (2)紅表筆接內(nèi)部電源的負(fù)極，黑表筆接內(nèi)部電源的正極，所以紅表筆接N端，黑表筆接M端。 (3)電流I＝2 mA時(shí)，有I＝，解得Rx＝1 000 Ω。 答案：(1)C　(2)N　M　(3)1 000 Ω 7．多用電表是實(shí)驗(yàn)室和實(shí)際生產(chǎn)中常用的儀器。 (1)如圖所示是一個(gè)多用電表的內(nèi)部電路圖，在進(jìn)行電阻測(cè)量時(shí)，應(yīng)將S撥到________或________位置，在進(jìn)行電壓測(cè)量時(shí)，應(yīng)將S撥到________或________位置。 (2)使用多用電表進(jìn)行了兩次測(cè)量，指針?biāo)傅奈恢梅謩e如圖a、b所示。若選擇開(kāi)關(guān)處在“10 Ω”的電阻擋時(shí)指針位于a，則被測(cè)電阻的阻值是________ Ω；若選擇開(kāi)關(guān)處在“直流電壓2.5 V”擋時(shí)指針位于b，則被測(cè)電壓是________V。 解析：(1)在進(jìn)行電阻測(cè)量時(shí)，表內(nèi)要有電源，所以要接到3或4位置；在進(jìn)行電壓測(cè)量時(shí)，表頭要串聯(lián)電阻，所以要接到5或6位置。 (2)由題圖知若選擇開(kāi)關(guān)處在“10 Ω”的電阻擋時(shí)指針位于a，讀數(shù)時(shí)要讀最上方的刻度盤(pán)，被測(cè)電阻的阻值是5010 Ω＝500 Ω；若選擇開(kāi)關(guān)處在“直流電壓2.5 V”擋時(shí)指針位于b，讀數(shù)時(shí)要讀中間的刻度盤(pán)，所以被測(cè)電壓是2.00 V。 答案：(1)3　4　5　6　(2)500　2.00 8．某學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使用的器材有： 多用電表、電壓表(量程5 V，內(nèi)阻十幾千歐)、滑動(dòng)變阻器(最大阻值5 kΩ)、導(dǎo)線若干。 (1)將多用電表?yè)跷徽{(diào)到電阻“100 Ω”擋，再將紅表筆和黑表筆短接，____________； (2)將圖中多用電表的紅表筆和_______(填“1”或“2”)端相連，黑表筆連接另一端； (3)若多用電表?yè)跷徽{(diào)到電阻“100 Ω”擋測(cè)量，指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)小，應(yīng)換_________擋(填“10 Ω”或“1 k”)； (4)換擋后重新進(jìn)行(1)的步驟后，將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到適當(dāng)位置，使多用電表的示數(shù)如圖甲所示，這時(shí)電壓表的示數(shù)如圖乙所示。多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為_(kāi)______和________。 解析：(1)歐姆表使用前一定要進(jìn)行歐姆調(diào)零。 (2)電流從紅表筆流入多用電表，從黑表筆流出多用電表；電流從電壓表正接線柱流入，故紅表筆接觸1，黑表筆接2。 (3)歐姆表的指針偏角過(guò)小，說(shuō)明待測(cè)電阻的阻值較大，即所選的倍率過(guò)小，應(yīng)選擇大一擋的倍率，所以應(yīng)該換用1 k擋。 (4)歐姆表讀數(shù)＝倍率表盤(pán)讀數(shù)，即：1 k15 Ω＝15 kΩ；電壓表最小分度為0.1 V，故讀數(shù)為3.60 V。 答案：(1)進(jìn)行歐姆調(diào)零　(2)1　(3)1 k　(4)15 kΩ　3.60 V 9．如圖是歐姆表的工作原理圖，完成下列問(wèn)題。若表頭的滿偏電流為Ig＝500 μA，干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5 V。 (1)這只歐姆表的總內(nèi)阻為多少歐姆？ (2)把靈敏電流表的電流刻度值對(duì)應(yīng)的歐姆表表盤(pán)電阻值填在下表中： 電流刻度 0 100 μA 250 μA 300 μA 500 μA 電阻刻度 12 kΩ 解析：(1)歐姆表的內(nèi)阻為R內(nèi)＝＝ Ω＝3 000 Ω＝3 kΩ； (2)當(dāng)電流表示數(shù)為零時(shí)，待測(cè)電阻阻值為：∞；滿偏電流500 μA對(duì)應(yīng)的外電阻為：0；歐姆表的工作原理是閉合電路的歐姆定律， 由閉合電路歐姆定律得I＝， 待測(cè)電阻阻值：Rx＝－R內(nèi)，代入數(shù)據(jù)解得： 250 μA、300 μA、500 μA對(duì)應(yīng)的阻值為：3 kΩ、2 kΩ、0 kΩ。 答案：(1)3 kΩ　(2)見(jiàn)下表 電流刻度 0 100 μA 250 μA 300 μA 500 μA 電阻刻度 ∞ —— 3 kΩ 2 kΩ 0 10.有一只電阻和一只半導(dǎo)體二極管串聯(lián)，裝在盒子里。盒子外面只露出三個(gè)接線柱A、B、C，如圖甲所示，今用多用電表的歐姆擋進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量的阻值如下表所示，試在虛線框(圖乙)中畫(huà)出盒內(nèi)元件的符號(hào)和電路。 紅表筆 A C C B A B 黑表筆 C A B C B A 阻值 有阻值 阻值同 AC間 測(cè)量值 很大 很小 很大 接近AC 間電阻 解析：根據(jù)AC間的電阻阻值情況可知，AC間顯然為一只電阻；根據(jù)BC間測(cè)得的阻值情況及二極管的單向?qū)щ娦钥芍珺C間應(yīng)是一只二極管，且B接負(fù)極，C接正極；AB間測(cè)得的阻值情況進(jìn)一步說(shuō)明上述判斷是合理的，所以盒內(nèi)元件的連接情況如圖所示。 答案：見(jiàn)解析