高中物理 第2章 恒定電流 8、9 多用電表的原理、實驗-練習(xí)使用多用電表課件 新人教版選修3-1.ppt

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成才之路 物理,路漫漫其修遠(yuǎn)兮 吾將上下而求索,人教版 選修3-1,恒定電流,第二章,8 多用電表的原理 9 實驗：練習(xí)使用多用電表,第二章,我們知道，測量電阻兩端的電壓用電壓表，測量電路中的電流用電流表。另外還有粗測電阻的歐姆表。實際中為了使用方便，常將這三種表組合在一起，這就是常用的多用電表，以前常稱萬用表，如圖所示。 你知道它的構(gòu)造、原理和使用方法嗎？,,生物,歐姆表1.原理 依據(jù)______________定律制成，它是由__________改裝而成的。 2．內(nèi)部構(gòu)造 由________、_______和__________三部分組成。,閉合電路歐姆,電流表,表頭,電源,可變電阻,3．測量原理 如圖所示，當(dāng)紅、黑表筆間接入被測電阻Rx時，通過表頭的電流I＝E/(r＋Rg＋R＋Rx)，改變Rx，電流I隨著改變，每個Rx值都對應(yīng)一個電流值，在刻度盤上直接標(biāo)出與I值對應(yīng)的_____值，就可以從刻度盤上直接讀出被測電阻的阻值。,,Rx,中值電阻,多用電表,1.用途 共用一個表頭，可分別測量________、______、_______等物理量。,電壓,電流,電阻,,2．最簡單的多用電表原理圖 如圖所示，當(dāng)單刀多擲開關(guān)接通1時，可作為__________使用，接通2時，可作為__________使用，接通3時，可作為__________使用。,電流表,歐姆表,電壓表,3．外形構(gòu)造 如下圖是一種多用電表外形圖，表的上半部分為______，下半部分是__________，周圍標(biāo)有__________的區(qū)域及量程。將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電流擋，多用電表內(nèi)的________電路就被接通，選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電壓擋或電阻擋，表內(nèi)的________電路或_________電路就被接通。,表頭,選擇開關(guān),測量功能,電流表,電壓表,歐姆表,在不使用多用電表時，應(yīng)將旋轉(zhuǎn)開關(guān)旋到________擋，或__________最高檔。若長期不使用，應(yīng)將__________。,,OFF,交流電壓,電池取出,1.測電壓 (1)選擇直流電壓擋合適的_______。 (2)將電表與被測電路_______，并要注意電表的極性。 (3)根據(jù)擋位所指的________以及指針?biāo)傅目潭戎?，讀出電壓表的示數(shù)。,練習(xí)使用多用電表,量程,并聯(lián),量程,2．測電流 (1)選擇直流電流擋合適的________。 (2)將被測電路導(dǎo)線卸開一端，把多用電表________在電路中。 (3)讀數(shù)時，首先要認(rèn)清刻度盤上的__________。 3．測電阻 要將選擇開關(guān)扳到________擋上，此時紅表筆連接表內(nèi)電源的_______，黑表筆連接表內(nèi)電源的______極。選好量程后，先________，然后測量。測量完畢，應(yīng)把選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到________擋。,量程,串聯(lián),最小刻度,歐姆,負(fù)極,正,調(diào)零,OFF,4．二極管的特點及其電阻測量 (1)特點：它由__________材料制成，有兩個電極，具有單向?qū)щ娦浴?(2)電阻測量：正向電阻________，反向電阻________，可用多用電表判斷它的__________或區(qū)分它的________。,半導(dǎo)體,較小,很大,正負(fù)極,好壞,,2．刻度標(biāo)注,[特別提醒](1)使用歐姆擋測電阻時，指針的偏角越大，測量電阻值越小，指針的偏角越小，測量電阻值越大。 (2)流過歐姆表的電流是自己內(nèi)部電源提供的，流過電壓表和電流表的電流是外電路的電源提供的。,3．使用方法 ①選擇適當(dāng)擋位，使指針在中值電阻附近。②將兩表筆短接，調(diào)節(jié)R，使指針滿偏。③讀出示數(shù)并乘以倍率，即為被測電阻阻值。④若換擋要重新調(diào)零。⑤測完后將選擇開關(guān)撥到交流電壓最高擋或“OFF”擋上。,(河南洛陽一中2014～2015學(xué)年高二上學(xué)期檢測) 如圖是一個將電流表改裝成歐姆表的示意圖，此歐姆表已經(jīng)調(diào)零，用此歐姆表測一阻值為R的電阻時，指針偏轉(zhuǎn)至滿刻度的4/5處?，F(xiàn)用該表測一未知電阻，指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的1/5處，則該電阻的阻值為( ) A．4R B．5R C．10R D．16R 答案：D,,,解析：由閉合電路的歐姆定律得：調(diào)零時有E＝IgR內(nèi)；指針偏轉(zhuǎn)至滿刻度的4/5時有E＝4Ig(R＋R內(nèi))/5；指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的1/5時有E＝Ig(Rx＋R內(nèi))/5。聯(lián)立三式可解 得Rx＝16R。D正確，A、B、C錯誤。,二、多用電表的使用 使用多用電表前，應(yīng)檢查指針是否停在刻度線左端的“0”位置。如果沒有停在“0”位置，要用螺絲刀輕輕轉(zhuǎn)動機械調(diào)零旋鈕，使指針指零，再將紅、黑測試表筆分別插入“＋” “－”插孔。,1．測量直流電壓 實驗步驟： ①將功能選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到直流電壓擋。 ②根據(jù)待測電壓的估計值選擇量程。如果難以估測待測電壓值，應(yīng)按照由大到小的順序，先將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到最大量程上試測，然后根據(jù)試測的數(shù)值，重新確定適當(dāng)?shù)牧砍踢M行測量。,3．測量電阻 第一步：選擇倍率擋。估計待測電阻阻值，選擇適當(dāng)?shù)谋堵蕮酰箿y量時指針指在中央刻度附近，這樣測量比較準(zhǔn)確。 第二步：調(diào)零。測量前，將紅、黑表筆短接，調(diào)整“歐姆調(diào)零旋鈕”，使指針指在歐姆擋刻度盤零刻度處。 第三步：測量。將紅、黑表筆與待測電阻兩端接觸。讀取指針示數(shù)再乘以倍率就是待測電阻阻值。 第四步：測量結(jié)束要將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)至“OFF”擋或交流電壓最高擋。,[特別提醒]當(dāng)二極管正向電阻R1與反向電阻R2相差很大時，說明二極管質(zhì)量較好；當(dāng)R1與R2相差較小時，說明二板管質(zhì)量不好。如果R1與R2均較小，可能二極管短路；如果R1與R2均較大，可能二極管斷路。,5．用多用電表探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件,用多用電表探測圖甲所示黑箱發(fā)現(xiàn)：用直流電壓擋測量，E、G兩點間和F、G兩點間均有電壓，E、F兩點間無電壓；用歐姆擋測量，黑表筆(與電表內(nèi)部電源的正極相連)接E點，紅表筆(與電表內(nèi)部電源的負(fù)極相連)接F點，阻值很小，但反接阻值很大。那么，該黑箱內(nèi)元件的接法可能是圖乙中的________。,答案：B 解析：(1)黑表筆接E，紅表筆接F，阻值很小，此時二極管正向?qū)?，電流方向為由E到F，只有B正確。,,,三、多用電表的使用注意事項 1．使用多用電表“十三忌” (1)忌不調(diào)零就使用多用電表。 (2)忌搞錯連接方式，測電壓需并聯(lián)，測電流需串聯(lián)。 (3)忌搞反直流電流方向，直流電要從正極測試筆插孔流入，從負(fù)極測試筆插孔流出。 (4)忌用手接觸測試筆的金屬桿，特別在測電阻時，更應(yīng)注意不要用手接觸測試筆的金屬桿。 (5)忌用直流電擋位測交流電。,(6)忌用多用電表測不是50Hz的交流電，普通多用電表的交流電擋位是按照50Hz設(shè)計的，不能準(zhǔn)確測量其他頻率的交流電。 (7)忌不進行歐姆表調(diào)零，就用多用電表測電阻值。 (8)忌只看讀數(shù)不乘倍率。 (9)改換歐姆擋量程后，忌不重新調(diào)零。 (10)忌把電阻同其他電路聯(lián)在一起進行測量。 (11)忌把電池裝反。 (12)忌把電池裝在多用電表內(nèi)長期不用。 (13)多用電表不用時，忌選擇開關(guān)置于歐姆擋。,2．用多用電表測黑箱 一定要先用電壓擋判斷其內(nèi)有無電源，確定無電源后才能使用歐姆擋測量。 3．用多用電表測電流和電壓 要先選擇量程再進行測量，且不要把量程當(dāng)成倍率。,如圖所示是簡化的多用電表的電路。轉(zhuǎn)換開關(guān)S與不同接點連接，就組成不同的電表，已知R3R4，下面是幾位同學(xué)對這一問題的議論，,對多用電表原理的理解,,甲同學(xué)說：S與1、2連接時，多用電表就成了電流表，且與1連接時量程較大 乙同學(xué)說：S與3、4連接時，多用電表就成了電流表，且與3連接時量程較大 丙同學(xué)說：S與3、4連接時，多用電表就成了電壓表，且與3連接時量程較大 丁同學(xué)說：S與5連接時，多用電表就成了歐姆表 你認(rèn)為他們的判斷正確嗎？,解析：S與1連接時，電阻R1起分流作用，S與2連接時，R1＋R2起分流作用，所以，S與1、2連接時，多用電表就成了電流表，由于前者分流電阻小，所以與1連接時量程較大；S與3、4連接時，電流表與分壓電阻串聯(lián)，多用電表就成了電壓表，由于R3R4，所以與3連接時量程較??；S與5連接時，多用電表就成了歐姆表，R6為歐姆擋調(diào)零電阻。故甲同學(xué)、丁同學(xué)的判斷是正確的，乙同學(xué)和丙同學(xué)的判斷是錯誤的。,如圖所示為歐姆表的原理圖，表頭內(nèi)阻為Rg，調(diào)零電阻為R，電池的電動勢為E，內(nèi)阻為r，則下列說法中正確的是( ) A．它是根據(jù)閉合電路歐姆定律制成的 B．接表內(nèi)電池負(fù)極的應(yīng)是紅表筆 C．電阻的“∞”刻度一般在刻度盤的右端 D．調(diào)零后刻度盤的中心刻度值是r＋Rg＋R 答案：ABD,,解析：歐姆表是根據(jù)閉合電路歐姆定律制成的，A正確；紅表筆接內(nèi)部電池的負(fù)極，B正確；電阻的“∞”刻度在表盤的左端，C錯；中值電阻的阻值為r＋Rg＋R，D正確。,多用電表的示意圖如圖所示。在正確操作的情況下：,多用電表的使用,,(1)若選擇開關(guān)的位置如灰箭頭所示，則測量的物理量是________，測量結(jié)果為________。 (2)若選擇開關(guān)的位置如白箭頭所示，則測量的物理量是________，測量結(jié)果為________。 (3)若選擇開關(guān)的位置如黑箭頭所示，則測量的物理量是________，測量結(jié)果為________。,(4)若選擇開關(guān)的位置如黑箭頭所示，正確操作后發(fā)現(xiàn)指針的偏轉(zhuǎn)角很小，那么接下來的正確操作步驟應(yīng)該依次為：________，________，________。 (5)全部測量結(jié)束后，應(yīng)將選擇開關(guān)撥到________或者________。 (6)無論用多用電表進行何種測量(限于直流)，電流都應(yīng)該從________色表筆經(jīng)________插孔流入電表。,解析：當(dāng)多用電表的選擇開關(guān)置于相應(yīng)的物理量區(qū)域(電流、電壓)時，多用電表就可以測量該量，開關(guān)所指的數(shù)值就是所測量的量程。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(dāng)選擇開關(guān)在測電阻區(qū)域時，對應(yīng)的數(shù)值是倍率，而不是量程。當(dāng)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。由于測量電阻的依據(jù)是閉合電路歐姆定律，每次換擋位時，都會改變閉合電路的阻值，因此換擋后必須重新進行歐姆調(diào)零。多用電表在測量時，要求紅表筆要插入“＋”插孔，黑表筆要插入“－”插孔，這樣，在測量電流時，電流應(yīng)從紅表筆流入。,答案：(1)直流電壓 1.25V (2)直流電流 50.0mA (3)電阻 1.5kΩ (4)改用1kΩ倍率 重新歐姆調(diào)零 將紅、黑表筆分別接觸被測電阻的兩根引線，讀出指針?biāo)缚潭?，再乘倍率得測量值 (5)OFF 交流電壓500V擋位置 (6)紅 正,(沈陽市2014～2015學(xué)年高二上學(xué)期期末)在練習(xí)使用多用表的實驗中某同學(xué)連接的電路如圖所示。,,,(1)若旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，使尖端對準(zhǔn)直流電流擋，此時測得的是通過________的電流； (2)若斷開電路中的電鍵，旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)使其尖端對準(zhǔn)歐姆擋，此時測得的是________________的電阻； (3)若旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，使尖端對準(zhǔn)直流電壓擋，閉合電鍵，并將滑動變阻器的滑片移至最左端，此時測得的是________兩端的電壓。 答案：(1)R1 (2)R1和R2串聯(lián) (3)R2,解析：(1)多用電表使用電流擋時應(yīng)該串聯(lián)在電路中，圖中多用電表與滑動變阻器串聯(lián)，電流相等，若旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，使其尖端對準(zhǔn)直流電流擋，此時測得的是通過R1的電流。 (2)斷開電路中的電鍵，R1與R2串聯(lián)，多用電表兩表筆接在其兩端，故測得的是R1與R2串聯(lián)的總電阻。 (3)若旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，使尖端對準(zhǔn)直流電壓擋，閉合電鍵，并將滑動變阻器的滑片移至最左端，多用電表并聯(lián)在R2兩端，此時測得的是R2兩端的電壓。,下圖是某同學(xué)連接的實驗實物圖，閉合開關(guān)S后，發(fā)現(xiàn)A、B燈都不亮，他采用下列兩種方法檢查故障：,用多用電表檢測電路故障,,,(1)用多用電表的直流電壓擋進行檢查： ①那么選擇開關(guān)應(yīng)置于下列量程的________擋。(用字母序號表示) A．2.5V B．10V C．50V D．250V ②在測試a、b間直流電壓時，紅表筆應(yīng)接觸__________ ______。(填a或b),(2)用歐姆擋檢查： ①測試前，應(yīng)將開關(guān)S________(填斷開或閉合) ②測量結(jié)果如下表所示，由此可以斷定故障是_______。,解析：(1)用多用電表的直流電壓擋進行測量時，實質(zhì)上是用電壓表測量，而電壓表內(nèi)阻很大，若并聯(lián)在斷路處(設(shè)有一處發(fā)生斷路)時，電路接通電壓表示數(shù)應(yīng)為電源的電動勢，并聯(lián)在未斷路處，示數(shù)為零。因此，用多用電表的直流電壓擋進行檢查電路時，電壓表的量程必須大于電源的電動勢，為了示數(shù)明顯，選擇量程不宜過大。本題中電源的電動勢為6V，故選10V量程即可。測試時紅表筆應(yīng)接電勢高的a點。根據(jù)測試結(jié)果，a、b間有示數(shù)，說明b→電源→a完好；c、b間有示數(shù)，說明b→電源→a→c完好；c、d無示數(shù)，說明c→燈→d間完好；d、f有示數(shù)，說明f→b→a→c→d完好，故應(yīng)是d、f段斷路。另外，若燈B短路，則d、f間應(yīng)無示數(shù)。,(2)用歐姆擋檢查時，測試前應(yīng)首先將開關(guān)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間時有電阻無窮大，可以斷定是d、e間導(dǎo)線斷路。 答案：(1)①B ②a ③D (2)①斷開 ②D,點評：在用多用電表的電壓擋進行測量電壓時，一定要先從量程大的電壓擋開始測量，在滿足量程的條件下，量程越小越好，這樣可以使示數(shù)明顯，減少測量誤差。在用電壓擋去判斷斷路時，無示數(shù)，說明測量點等電勢，即電路是通路，否則測量點間肯定有斷路，再用歐姆擋去測量判斷斷路時，首先要斷開測量電路，然后再進行測量，如有示數(shù)，測量點間是通路，無示數(shù)則為斷路。,(沈陽市鐵路實驗中學(xué)2014～2015學(xué)年高二上學(xué)期檢測)如圖所示電路，當(dāng)S閉合后兩燈均不亮，已知兩燈、電源、電鍵及電鍵到電源負(fù)極間的導(dǎo)線都完好，其余三條導(dǎo)線中有一條發(fā)生斷路。若某同學(xué)使用多用電表來檢查斷線部分，他用多用表的紅表筆與a點相連接，把黑表筆分別先后與b點、c點相連，則以下能檢測出斷線部分的方法有( ),,,A．S閉合，多用表用6V量程的電壓表 B．S閉合，多用表用0.3A量程的電流表 C．S斷開，多用表用1量程的歐姆表 D．以上三種方法都不可以 答案：C,解析：電路中發(fā)生斷路，斷路處元件兩端的電壓等于電源的電動勢，故S閉合時，多用表應(yīng)用15V量程的電壓表，6V量程太小，故A錯誤。S閉合時，若ab完好，電流表接在ab間，沒有讀數(shù)，若此處電路有斷路，電流表串聯(lián)在電路中，應(yīng)有讀數(shù)，所以用電流表不能判斷斷路故障在何處，故B錯誤。S斷開時，多用表用1量程的歐姆表測量各段電阻，可判斷出故障所在的位置，故C正確。,易錯點：對多用電表原理理解不清楚導(dǎo)致錯誤 案例：(1)如圖是多用電表的刻度盤，當(dāng)選用量程為50mA的電流擋測量電流時，表針指于圖示位置，則所測電流為________mA。,,(2)若選用倍率為“100”的電阻擋測電阻時，表針也指示在圖示同一位置，則所測電阻的阻值為________Ω。 (3)如果要用此多用電表測量一個約2.0104Ω的電阻，為了使測量比較精確，應(yīng)選的歐姆擋是________(選填“10”“100”或“1k”)。換擋結(jié)束后，實驗操作上首先要進行的步驟是________。,易錯分析：對解答本題時易犯錯誤分析如下：,正確解答：(1)選用量程為50mA的電流擋測電流時，所測電流為30.7mA(30.7～30.9mA都正確)。 (2)選用“100”電阻擋測電阻時，所測電阻阻值為15100Ω＝1500Ω。 (3)如果要測2.0104Ω的電阻，應(yīng)選1k擋，換擋后首先要進行歐姆調(diào)零。 正確答案：(1)30.7(30.7～30.9都正確) (2)1500 (3)1k 歐姆調(diào)零,