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(shí)驗(yàn):練習(xí)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(cè)量電阻的阻值3學(xué)會(huì)應(yīng)用多用電表測(cè)量電壓、電流和電阻教學(xué)目標(biāo)【重點(diǎn)】 歐姆表和多用電表的制作原理【難點(diǎn)】 理解歐姆表和多用電表的制作原理重點(diǎn)難點(diǎn)“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(wèn)題，也是閉合電路歐姆定律的深化和實(shí)際應(yīng)用，通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，既能鞏固學(xué)生電學(xué)問(wèn)題的分析思路，加深對(duì)閉合電路歐姆定律的理解，又能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生合作、探究、交流能力，具有很重要的實(shí)際意義建議實(shí)驗(yàn)法教學(xué).教學(xué)

2、建議【導(dǎo)入一】引入新課教師：我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)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(qǐng)同學(xué)們畫(huà)出改裝的原理圖學(xué)生：在練習(xí)本上畫(huà)出改裝的原理圖學(xué)生代表到黑板上畫(huà)師生互動(dòng)：教師對(duì)學(xué)生畫(huà)的改裝原理圖進(jìn)行點(diǎn)評(píng)教師：能否將電流表改裝成測(cè)量電阻的歐姆表呢？下面我們就來(lái)探究這方面的問(wèn)題新課導(dǎo)入【導(dǎo)入二】預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑情景引入、展示目標(biāo)我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)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(cè)電阻嗎？課件：動(dòng)畫(huà)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(rèn)識(shí)一種可以測(cè)量電流、電壓以及電阻等電學(xué)量的儀表多用電表.新課導(dǎo)入一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解歐姆表的原理,學(xué)會(huì)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(gè)表頭組合在一起的.3.會(huì)用多用電表判斷二極管的極性,通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作學(xué)會(huì)使用多用電表測(cè)量電壓、電流和電阻.學(xué)習(xí)互動(dòng)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(dǎo)線和紅、黑兩表筆組成(如圖2-8-1所示). 圖2-8-1學(xué)習(xí)互動(dòng)閉合電路的歐姆定律想一想 電壓表和電流表都是通過(guò)表頭改裝而成的,那么能否將表頭改裝成為一個(gè)測(cè)量電阻的儀器呢?歐姆表的“0”刻度在表盤(pán)的左邊還是右邊?歐姆表的刻度均勻嗎? 為什么要設(shè)置調(diào)零電阻?學(xué)習(xí)互動(dòng)學(xué)習(xí)互動(dòng)學(xué)習(xí)互動(dòng)例1一個(gè)用滿(mǎn)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)量500 的標(biāo)

4、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.1000 B.5000 C.1500 D.2000 學(xué)習(xí)互動(dòng)例2如圖2-8-2所示的歐姆表示意圖中,電流表的滿(mǎn)偏電流Ig=200 A,內(nèi)阻Rg=100 ,R0=1.4 k,電源電動(dòng)勢(shì)E=1.5 V,電源內(nèi)阻不計(jì),歐姆表的調(diào)零電阻的有效值R是多大?當(dāng)測(cè)量某電阻時(shí),指針恰好在中間位置,則被測(cè)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(xiàng)(1)用螺絲刀進(jìn)行.(2)選擋:測(cè)電阻時(shí)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(jì)值低1個(gè)數(shù)量級(jí)的倍率,

5、如估計(jì)值為200 ,就應(yīng)該選的倍率.(3)將紅、黑表筆短接,用調(diào)零旋鈕(電阻)進(jìn)行歐姆表.(4)將紅、黑表筆分別接被測(cè)電阻兩端進(jìn)行測(cè)量.(5)將指針示數(shù)乘以倍率得到測(cè)量值.(6)將選擇開(kāi)關(guān)扳到擋.學(xué)習(xí)互動(dòng)機(jī)械調(diào)零“10”調(diào)零“OFF”2.二極管的檢測(cè)二極管是一種半導(dǎo)體電子元件,電路元件符號(hào)如圖2-8-3所示.當(dāng)給二極管加上一定的正向電壓時(shí),它的電阻值,就像一個(gè)接通的開(kāi)關(guān)一樣;當(dāng)給二極管加上反向電壓時(shí),它的電阻值變得,就像斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)一樣.二極管只允許電流沿一種方向通過(guò),這就是二極管的.圖中符號(hào)上箭頭的指向表示允許電流通過(guò)的方向,用多用電表測(cè)量它的電阻時(shí),正向電阻很小,反向電阻很大. 圖2-8-3

6、學(xué)習(xí)互動(dòng)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(kāi)關(guān)置于“OFF”擋或“交流電壓最高”擋?為什么測(cè)量電阻時(shí)不要用兩手同時(shí)接觸表筆的金屬桿?要點(diǎn)總結(jié)1.在使用歐姆擋時(shí)還要進(jìn)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(jìn)行歐姆調(diào)零.2.會(huì)選用不同的擋位.測(cè)量大電阻選用倍率高的擋位,測(cè)量小電阻選用倍率低的擋位.測(cè)量時(shí)盡可能使指針位于中央?yún)^(qū)域附近.學(xué)習(xí)互動(dòng)3.被測(cè)電阻要跟電源及其他元件斷開(kāi).用歐姆表測(cè)電阻時(shí),注意不要用手碰表筆的金屬桿,以保證測(cè)量的準(zhǔn)確.4.使用后,要把表筆從插孔里拔出,并且不要把選擇開(kāi)關(guān)置于歐姆擋,以防電池漏電.在長(zhǎng)期不使用多用電表時(shí),應(yīng)把電池取出.學(xué)習(xí)互

7、動(dòng)學(xué)習(xí)互動(dòng)例3某多用電表表盤(pán)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(kāi)關(guān)的位置如a箭頭所示,則測(cè)量的物理量 是,測(cè)量結(jié)果為. (2)若選擇開(kāi)關(guān)的位置如b箭頭所示,則測(cè)量的物理量 是,測(cè)量結(jié)果為. (3)若選擇開(kāi)關(guān)的位置如c箭頭所示,則測(cè)量的物理量 是,測(cè)量結(jié)果為. 圖2-8-4學(xué)習(xí)互動(dòng)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(kāi)關(guān)的位置如a所示,則測(cè)量的是直流電壓,量程為2.5 V,測(cè)量結(jié)果為1.25 V.(2)若選擇開(kāi)關(guān)的位置如b所示,則測(cè)量的是直流電流,量程為100 mA,測(cè)量結(jié)果為50.0 mA.(3)若選擇

8、開(kāi)關(guān)的位置如c所示,則測(cè)量的是電阻,倍率為“100”,測(cè)量結(jié)果為17.0100 =1.70 k.學(xué)習(xí)互動(dòng)例4用如圖2-8-5所示的多用電表測(cè)量電阻,要用到選擇開(kāi)關(guān)K和兩個(gè)部件S、T.請(qǐng)根據(jù)下列步驟完成電阻測(cè)量:(1)旋動(dòng)(選填“S”“K”或“T”),使指針對(duì)準(zhǔn)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(dòng)(選填“S”“K”或“T”),使指針對(duì)準(zhǔn)電阻的(選填“0刻線”或“刻線”). 圖2-8-5學(xué)習(xí)互動(dòng)(4)將兩表筆分別與待測(cè)電阻兩端相接,發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)小,為了得到比較準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果,請(qǐng)從下列選項(xiàng)中挑出合理的步驟,并按的順序進(jìn)行操作,再

9、完成讀數(shù)測(cè)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(cè)電阻的兩根引線相接D.將兩表筆短接,旋動(dòng)合適部件,對(duì)電表進(jìn)行校準(zhǔn)學(xué)習(xí)互動(dòng)答案 (1)S(3)T0刻線(4)ADC解析 (1)使指針對(duì)準(zhǔn)電流的“0”刻線,應(yīng)旋動(dòng)機(jī)械調(diào)零部件S.(2)使指針對(duì)準(zhǔn)電阻的“0”刻線,應(yīng)旋動(dòng)歐姆調(diào)零部件T.(3)測(cè)電阻時(shí)若指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)小,則待測(cè)電阻的阻值很大,據(jù)歐姆表測(cè)電阻時(shí)指針盡可能接近“中值”的原則知,應(yīng)換用較大的倍率的擋位,每換一次擋位應(yīng)重新進(jìn)行歐姆調(diào)零,測(cè)電阻時(shí)兩表筆的金屬部分分別與被測(cè)電阻兩引線相連,因此合理順序?yàn)锳DC.四、電學(xué)黑盒問(wèn)題想一想

10、黑盒子內(nèi)若有電源、電阻、二極管等,應(yīng)用多用電表分別怎么探測(cè)?要點(diǎn)總結(jié)用多用電表判斷“電學(xué)黑盒”問(wèn)題的分析方法學(xué)習(xí)互動(dòng)探究對(duì)象 應(yīng)用擋位現(xiàn)象電源電壓擋兩接線柱正反接,均無(wú)偏轉(zhuǎn),說(shuō)明無(wú)電源電阻歐姆擋兩接線柱正反接,示數(shù)相同,說(shuō)明有電阻二極管歐姆擋兩接線柱正反接,示數(shù)相差大,說(shuō)明有二極管例5 把一只電阻和一只半導(dǎo)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(jìn)行測(cè)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(shí)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(shí)的讀數(shù)很大,調(diào)

11、換紅、黑表筆,測(cè)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(qǐng)?jiān)谔摼€框中畫(huà)出盒內(nèi)的電路圖. 圖2-8-6學(xué)習(xí)互動(dòng)學(xué)習(xí)互動(dòng)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(fù)極,C接正極.根據(jù)進(jìn)一步說(shuō)明上面的判斷,故實(shí)驗(yàn)電路如圖所示.備用習(xí)題備用習(xí)題備用習(xí)題備用習(xí)題備用習(xí)題備用習(xí)題備用習(xí)題備用習(xí)題備用習(xí)題備用習(xí)題備用習(xí)題備用習(xí)題備用習(xí)題備用習(xí)題備用習(xí)題答案 (1)斷開(kāi)(2)D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)電阻

12、無(wú)窮大，可以斷定是d、e間導(dǎo)線斷路自我檢測(cè)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(cè)電壓時(shí),要將紅表筆接高電勢(shì)點(diǎn)B.用多用電表測(cè)電流時(shí),應(yīng)將多用電表串聯(lián)接入電路C.用多用電表測(cè)電阻時(shí),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(cè)電阻時(shí),待測(cè)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(shí),電流都是從紅表筆流進(jìn),A正確;測(cè)電流時(shí),應(yīng)將多用電表串聯(lián)接入電路,B正確;測(cè)電阻時(shí),要選擇合適擋位,使表頭指針指在中央附近,待測(cè)電阻與外電路的其他元件(含電源)斷開(kāi),C、D錯(cuò)誤.自我檢測(cè)2.(歐姆表的結(jié)構(gòu))如圖2-8-7所示是一個(gè)歐姆表的外部構(gòu)造示意圖,其正、負(fù)

13、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2-8-8中的()圖2-8-7圖2-8-8自我檢測(cè)答案 A解析 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.自我檢測(cè)3.(歐姆表原理)用一個(gè)滿(mǎn)偏電流為10 mA、內(nèi)阻為40 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.020 B.050 C.0100 D.0200 自我檢測(cè)4.(多用電表的讀數(shù))(1)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)到被測(cè)電路中;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

14、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2-8-9所示為一正在測(cè)量中的多用電表表盤(pán).如果是用“10”擋測(cè)量電阻,則讀數(shù)為. 如果是用“直流10 mA”擋測(cè)量電流,則讀數(shù)為mA. 圖2-8-9 如果是用“直流5 V”擋測(cè)量電壓,則讀數(shù)為V.自我檢測(cè)答案 (1)mA串V并高紅(2)607.003.50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,且將多用電表并聯(lián)于被測(cè)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(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)因?yàn)檫x的是“10”擋,所以讀數(shù)為6.010 =60 .因?yàn)橛弥绷?0 mA擋測(cè)電流,所以對(duì)應(yīng)讀數(shù)為7.00 mA(注意從直流刻度區(qū)讀).用直流5 V擋測(cè)電壓時(shí),讀數(shù)為3.50 V.