第八章實(shí)驗(yàn)十一學(xué)案

1、實(shí)驗(yàn)十練習(xí)使用多用電表回扣耳礎(chǔ)知識訓(xùn)練基礎(chǔ)竝目過好雙基關(guān)一、電流表與電壓表的改裝1. 改裝方案改裝為電壓表改裝為大量程的電流表原理串聯(lián)電阻分壓并聯(lián)電阻分流改裝原理圖Ji!r4*n 1 11 分壓電阻或分流電阻U = lg(Rg+ R) 故 R= U - RglgIgRg=(l - Ig)R故R = I - lg改裝后電表內(nèi)阻Rv = Rg+ R>RgRRgRA R+ Rg<Rg2. 校正（1）電壓表的校正電路如圖1所示，電流表的校正電路如圖2所示.RR_V-圖1圖2（2）校正的過程是：先將滑動變阻器的滑動觸頭移到最左端，然后閉合開關(guān)，移動滑動觸頭，使改裝后的電壓表（電流表）示數(shù)從零

2、逐漸增大到量程值，每移動一次記下改裝的電壓表（電流表）和標(biāo)準(zhǔn)電壓表（標(biāo)準(zhǔn)電流表）的示數(shù)，并計(jì)算滿刻度時的百分誤差，然后加以校正.二、歐姆表原理（多用電表測電阻原理）1 .構(gòu)造如圖3所示，歐姆表由電流表 G、電池、調(diào)零電阻 R和紅、黑表筆組成.z_歐姆表內(nèi)部：電流表、電池、調(diào)零電阻串聯(lián).外部：接被測電阻 Rx.全電路電阻 R總=Rg+ R+ r + Rx.2 .工作原理閉合電路歐姆定律,ERg+ R+ r + Rx.3. 刻度的標(biāo)定紅、黑表筆短接（被測電阻Rx= 0）時，調(diào)節(jié)調(diào)零電阻 R,使I = lg,電流表的指針達(dá)到滿偏，這 一過程叫歐姆調(diào)零.（1）當(dāng)I = Ig時，Rx = 0,在滿偏電流

3、lg處標(biāo)為"0”.（圖甲）當(dāng)1 = 0時，Rx fa,在1 = 0處標(biāo)為"弋：.（圖乙）當(dāng)1 =殳時，Rx= Rg+ R+ r，此電阻值等于歐姆表的內(nèi)阻值，Rx叫中值電阻.三、多用電表1. 多用電表可以用來測量電流、電壓、電阻等，并且每一種測量都有幾個量程.2 .外形如圖4所示：上半部分為表盤，表盤上有電流、電壓、電阻等多種量程的刻度；下半 部分為選擇開關(guān)，它的四周刻有各種測量項(xiàng)目和量程.Kilk選擇開關(guān)圖43 .多用電表面板上還有：歐姆表的歐姆調(diào)零旋鈕 （使電表指針指在右端零歐姆處 ）、指針定位 螺絲（使電表指針指在左端的“ 0”位置）、表筆的正、負(fù)插孔（紅表筆插入“ +

4、 ”插孔， 黑表筆 插入“_”插孔）.四、二極管的單向?qū)щ娦? .晶體二極管是由半導(dǎo)體材料制成的,它有兩個極，即正極和負(fù)極，它的符號如圖5甲所示.不亮+甲乙2 晶體二極管具有單向?qū)щ娦?(符號上的箭頭表示允許電流通過的方向)當(dāng)給二極管加正向電壓時，它的電阻很小，電路導(dǎo)通，如圖乙所示；當(dāng)給二極管加反向電壓時，它的電阻很大， 電路截止，如圖丙所示.3.將多用電表的選擇開關(guān)撥到歐姆擋，紅、黑表筆接到二極管的兩極上，當(dāng)黑表筆接“正”極，紅表筆接“負(fù)”極時，電阻示數(shù)較小，反之電阻示數(shù)很大，由此可判斷出二極管的正、 負(fù)極.。基本實(shí)驗(yàn)要求1 .實(shí)驗(yàn)器材多用電表、電學(xué)黑箱、直流電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干、小燈泡、二

5、極管、定值電阻(大、中、小)三個.2. 實(shí)驗(yàn)步驟(1) 觀察：觀察多用電表的外形，認(rèn)識選擇開關(guān)的測量項(xiàng)目及量程.(2) 機(jī)械調(diào)零：檢查多用電表的指針是否停在表盤刻度左端的零位置若不指零，則可用小螺 絲刀進(jìn)行機(jī)械調(diào)零.將紅、黑表筆分另膈入“ + ”、“”插孔.(4)測量小燈泡的電壓和電流. 按如圖6甲所示的電路圖連好電路，將多用電表選擇開關(guān)置于直流電壓擋，測小燈泡兩端 的電壓.s 按如圖乙所示的電路圖連好電路，將選擇開關(guān)置于直流電流擋量通過小燈泡的電流.測量定值電阻 根據(jù)被測電阻的估計(jì)阻值，選擇合適的擋位，把兩表筆短接，觀察指針是否指在歐姆表的“ 0”刻度，若不指在歐姆表的“ 0”刻度，調(diào)節(jié)歐姆

6、調(diào)零旋鈕， 使指針指在歐姆表的“ 0”刻 度處； 將被測電阻接在兩表筆之間，待指針穩(wěn)定后讀數(shù)； 讀出指針在刻度盤上所指的數(shù)值，用讀數(shù)乘以所選擋位的倍率，即得測量結(jié)果； 測量完畢，將選擇開關(guān)置于交流電壓最高擋或“OFF ”擋.O規(guī)律方法總結(jié)1.多用電表使用注意事項(xiàng)(1) 表內(nèi)電源正極接黑表筆，負(fù)極接紅表筆，但是紅表筆插入“+”插孔，黑表筆插入“”插孔，注意電流的實(shí)際方向應(yīng)為“紅入”、“黑出”(2) 區(qū)分“機(jī)械零點(diǎn)”與“歐姆零點(diǎn)” 機(jī)械零點(diǎn)是表盤刻度左側(cè)的二0”位置，調(diào)整的是表盤下邊中間的指針定位螺絲； 歐姆零點(diǎn)是指刻度盤右側(cè)的“ 0”位置，調(diào)整的是歐姆調(diào)零旋鈕.(3) 由于歐姆擋表盤難以估讀，測

7、量結(jié)果只需取兩位有效數(shù)字，讀數(shù)時注意乘以相應(yīng)擋位的倍率.(4) 使用多用電表時，手不能接觸表筆的金屬桿，特別是在測電阻時，更應(yīng)注意不要用手接觸 表筆的金屬桿.測量電阻時待測電阻要與其他元件和電源斷開否則不但影響測量結(jié)果，甚至可能損壞電表.(6) 測電阻時每換一次擋必須重新歐姆調(diào)零.(7) 使用完畢，選擇開關(guān)要置于交流電壓最高擋或“OFF”擋.長期不用，應(yīng)把表內(nèi)電池取出.2 .多用電表對電路故障的檢測(1) 斷路故障的檢測方法 用直流電壓擋：a.將電壓表與電源并聯(lián)，若電壓表示數(shù)不為零，說明電源良好，皿壓表示數(shù)為零，說明電 源損壞.b .在電源完好時，再將電壓表與外電路的各部分電路并聯(lián).若電壓表示

8、數(shù)等于電源電動勢，則說明該部分電路中有斷點(diǎn). 用直流電流擋：將電流表串聯(lián)在電路中，若電流表的示數(shù)為零，則說明與電流表串聯(lián)的部分電路斷路. 用歐姆擋檢測將各元件與電源斷開，然后接到紅、黑表筆間，若有阻值(或有電流)說明元件完好，若電阻無窮大(或無電流)說明此元件斷路.(2) 短路故障的檢測方法 將電壓表與電源并聯(lián)，若電壓表示數(shù)為零，說明電源被短路；若電壓表示數(shù)不為零，則外電路的部分電路不被短路或不完全被短路. 用電流表檢測，若串聯(lián)在電路中的電流表示數(shù)不為零，故障應(yīng)是短路.命題點(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn)題型1多用電表的使用和讀數(shù)例1 (2017全國卷川23)圖7(a)為某同學(xué)組裝完成的簡易多用電表的電路圖.

9、圖中E是電池；RR2、R3、R4和R5是固定電阻，R6是可變電阻；表頭©'的滿偏電流為250 A,內(nèi)阻為480 Q虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān)， A端和B端分別與兩表筆相連.該多用電表有 5個擋位，5個擋 位為：直流電壓 1 V擋和5 V擋，直流電流1 mA擋和2.5 mA擋，歐姆X 100 Q擋.(1) 圖中的A端與(填“紅”或“黑”)色表筆相連接.(2) 關(guān)于R6的使用，下列說法正確的是 (填正確答案標(biāo)號).A .在使用多用電表之前，調(diào)整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置B 使用歐姆擋時，先將兩表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置C.使用電流擋時，調(diào)整R6

10、使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置根據(jù)題給條件可得 R1+ R2=Q, R4=Q.某次測量時該多用電表指針位置如圖(b)所示.若此時B端是與“1”相連的，則多用電表讀數(shù)為;若此時B端是與“ 3”相連的，則讀數(shù)為 ;若此時B端是與“ 5”相連的，則讀數(shù)為 .(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)答案 (1)黑 (2)B(3)160880 (4)1.47 mA 1. 10 kQ 2.94 V解析(1)當(dāng)B端與“3”連接時，內(nèi)部電源與外部電路形成閉合回路，電流從 A端流出，故A端與黑色表筆相連接.(2)在使用多用電表之前，調(diào)整表頭螺絲使電表指針指在表盤左端電流“ 0”位置，選項(xiàng)A錯誤；使用歐姆擋時，先將兩

11、表筆短接，調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“ 0”位置，選項(xiàng)B正確；使用電流擋時，電阻R6不在閉合電路中，調(diào)節(jié)無效，選項(xiàng)C錯誤.（3）根據(jù)題給條件可知，當(dāng) B端與“2”連接時，表頭與 Ri、R2組成的串聯(lián)電路并聯(lián)，此時為f?g1 0.25 3量程1 mA的電流擋，由并聯(lián)電路兩支路電流與電阻成反比知，Rl = 3解得Ri + R2°251Ri + R2= 160 Q.當(dāng)B端與“4”連接時，表頭與 R1、R2組成的串聯(lián)電路并聯(lián)后再與 R4串聯(lián)，此時為量程1 V 的電壓擋，表頭與 R1、R2組成的串聯(lián)電路并聯(lián)后的總電阻為 120 Q,兩端電壓為0.12 V，由 串聯(lián)電路中電壓與電阻成正比

12、知：R4兩端電壓為0.88 V，貝U R4電阻為880 Q.（4）若此時B端是與“1 ”連接的，多用電表作為直流電流表使用，量程為2.5 mA，讀數(shù)為1.47 mA.若此時B端是與“3”連接的，多用電表作為歐姆表使用，讀數(shù)為11X 100 Q= 1.10 kQ.若此時B端是與“5”連接的，多用電表作為直流電壓表使用，量程為5 V，讀數(shù)為2.94 V.【變式1（2018河北省邯鄲市質(zhì)檢）某同學(xué)利用如圖8所示裝置練習(xí)使用多用電表.圖8（1）測所接電源的電動勢 E:將多用電表的選擇開關(guān)旋到 擋并選擇適當(dāng)量程，把開關(guān)S1打向（填“a”或“ b”），開關(guān)S2打向（填“c”或“ d”），讀出并記下電表的示

13、數(shù)，然后斷開 S1和S2.測定值電阻的阻值 R（約為1 000 Q）:將多用電表的選擇開關(guān)旋到歐姆擋的“ ”（填“x 1”“x 10”“x 100”或“x 1 k”）擋并進(jìn)行歐姆調(diào)零，把開關(guān)S1打向（填“a”或“ b”），開關(guān)S2打向（填“ c”或“ d”），讀出并記下電表的示數(shù)，然后斷開S1 和 S2.測電阻R中通過的電流I:將多用電表的選擇開關(guān)旋到直流“10 mA ”擋，把開關(guān)S1打向a，開關(guān)S2打向（填“ c”或“ d”），讀出并記下電表的示數(shù)，然后斷開S1和S2.答案 （1）直流電壓a c x 100 b c （3）d.題型2 多用電表的原理例2 （2018陜西省寶雞市第一次質(zhì)檢）某同

14、學(xué)制作了簡單的指針式多用電表，圖9甲為該多用電表的電路原理圖，其中選用的電流表的滿偏電流為50 mA，當(dāng)選擇開關(guān)接3時是量程為250 V的電壓表，該多用電表表盤刻度如圖乙所示，C為表盤正中間的刻度.請使用該同學(xué)制作的多用電表完成如下的有關(guān)操作和計(jì)算.（1）選擇開關(guān)接1時指針在圖乙所示位置，則其讀數(shù)為 ,另一次測量時選擇開關(guān)接3,指針仍在圖乙所示位置，則其讀數(shù)為 .（2）選擇開關(guān)接2時，多用電表為倍率“X 10”的歐姆表，若圖乙中C處的刻度為15,則甲圖中電源的電動勢為 V.答案 （1）36.0 mA 180 V （2）3.75解析（1）由題意可知，選擇開關(guān)接1時測電流，電流表的滿偏電流為50

15、mA，其分度值為1 mA ,示數(shù)為36.0 mA ;當(dāng)選擇開關(guān)接3時是量程為250 V的電壓表，其分度值為 5 V,其示數(shù)為180 V;由題圖乙可知，指針指在C處時，電流表示數(shù)為25.0 mA = 0.025 A, C處電阻為中值電阻，則電表內(nèi)阻為 150 Q,電源電動勢：E = IR = 0.025 X 150 V = 3.75 V.【變式2 （2018山東省淄博市仿真模擬）某物理興趣小組設(shè)計(jì)了如圖 10甲所示的歐姆表電路， 通過控制開關(guān) S和調(diào)節(jié)電阻箱，可使歐姆表具有“X 1 ”和“X 10”兩種倍率所用器材如 下：A .干電池：電動勢 E = 1.5 V，內(nèi)阻r = 0.5 QB .電流

16、表G :滿偏電流lg= 1 mA，內(nèi)阻Rg= 150 QC .定值電阻R1= 1 200 QD .電阻箱 R2和R3：最大阻值均為 999.9 QE. 電阻箱 R4：最大阻值為 9 999 QF. 開關(guān)一個，紅、黑表筆各1支，導(dǎo)線若干圖10該實(shí)驗(yàn)小組按圖甲正確連接好電路當(dāng)開關(guān)S斷開時，將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)電阻箱R2= Q,使電流表達(dá)到滿偏，此時閉合電路的總電阻叫做歐姆表的內(nèi)阻R內(nèi)，則R內(nèi)= Q,歐姆表的倍率是 （選填“X 1”或“X 10”）.（2）閉合開關(guān)S.第一步：調(diào)節(jié)電阻箱R2和R3,當(dāng)R2 = Q且R3 =Q時，將紅、黑表筆短接，電流表再次滿偏；第二步：在紅、黑表筆間接入電阻箱R4,

17、調(diào)節(jié)R4，當(dāng)電流表指針指向如圖乙所示的位置時，對應(yīng)的歐姆表的刻度值為 Q.答案 （1）149.5 1 500 “X 10”（2）14.5 150 100解析 由閉合電路歐姆定律可知?dú)W姆表的內(nèi)阻為：R內(nèi)=E = 00盤 q= 1 500 Q,則電阻為：R2= R 內(nèi)R1- Rg r = 1 500 Q- 1 200 Q- 150 Q-0.5 Q= 149.5 Q.中值電阻應(yīng)為 1 500 Q,根據(jù)多用電表的刻度設(shè)置可知,表盤上只有兩種擋位,若為“X 1” ,則中值電阻太大，不符合實(shí)際，故歐姆表倍率應(yīng)為“X 10”.（2）為了得到“X 1 ”倍率，應(yīng)讓電流表滿偏時對應(yīng)的電阻為150 Q電路中總電流

18、為:1.5l1 = 150 A=0.01 A，此時表頭中電流為 0.001 A,則與之并聯(lián)的電阻R3 的電流應(yīng)為：0.01 A- 0.001 A=0.009 A，則 R3=0.001 X 150 + 1 2000.009Q= 150 Q, R2+ r =1.5 0.001 X 150+ 1 2000.01Q= 15 Q,故R2 = 15 Q-0.5 Q= 14.5 Q;題圖所示電流為 0.60 mA，則總電阻為:1.5R總=贏X 103Q= 2500 Q,故待測電阻為：R測=2 500 Q- 1 500 Q= 1 000 Q,故對應(yīng)的刻度應(yīng)為 100.命題點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)拓展創(chuàng)新D，設(shè)計(jì)了如圖11甲所

19、示電路進(jìn)例3】小明在實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)一個外觀上像電阻的未知元件行實(shí)驗(yàn)探究，請按要求回答問題：小明按圖甲連接好電路，閉合開關(guān) S,將滑動變阻器滑片緩慢地從 a端移到b端，發(fā)現(xiàn)起 始階段電壓表的示數(shù)逐漸增大，后續(xù)階段電壓表示數(shù)保持6V不變，若D為電阻元件，則該過程中它的電阻值的變化情況可能是 （ ）A .阻值一直為0B 阻值先不變，后階段變小C .阻值恒定且遠(yuǎn)大于 R2D 阻值先不變，后階段變大根據(jù)元件D銘牌上的部分信息，小明從網(wǎng)絡(luò)獲知該元件為穩(wěn)壓二極管，它有正負(fù)極之分，在電路中當(dāng)D的正極接高電勢時，其i u圖線如圖乙中0C所示，當(dāng)D的負(fù)極接高電勢時， 其i u圖線如圖乙中 OAB所示，其中AB段為D

20、的穩(wěn)壓工作區(qū)，由此可判斷圖甲中D的黑色端是它的極（填“正”或“負(fù)”）.（3）小明接著設(shè)計(jì)了用多用電表歐姆擋按圖丙對該元件進(jìn)行探究，圖丙中虛線框端是多用電表內(nèi)部等效電路，已知電源電動勢E= 9 V ,電表滿偏電流lg= 3 mA.實(shí)驗(yàn)時小明先進(jìn)行歐姆調(diào)零，則調(diào)零后多用電表內(nèi)部總電阻為 Q;調(diào)零后按圖丙連接元件 D進(jìn)行測量，若D恰好處于穩(wěn)壓工作區(qū)，則此時測得元件D的阻值應(yīng)為 Q.答案（1）B負(fù)（3）3 0006 000解析（1）因在滑片移動過程中，起始階段電壓表的示數(shù)逐漸增大，后續(xù)階段電壓表示數(shù)保持6V不變，則知元件阻值先不變，后階段變小，故B正確.(3) 由R總=，解得R總=3 000 Q; D恰好處于穩(wěn)壓工作區(qū)時，其兩端電壓U = 6 V，而U =IgER，解得 Rd = 6 000 Q.R總+ Rd變式3】二極管具有獨(dú)特的單向?qū)щ娦?，?dāng)在二極管兩極之間所加正向電壓小于某值時，二極管的電阻很大(1X 106 Q,甚至更大)，而當(dāng)正向電壓超過某值時，二極管的電阻隨兩端電壓的升高而急劇減小為了探究二極管的導(dǎo)電特性：(1)實(shí)驗(yàn)小組先用多用電表判斷二極管的極性步驟如下：A .將多用電表置于歐姆表“X100”擋，短接紅、黑表筆，調(diào)整 ，使指針指向表盤右側(cè)“ 0 ”位置；B 將二極管串接在兩表筆之間，多用電表示數(shù)如圖12中a所示；C將二極管兩極對調(diào)，多用電表示數(shù)如圖中b所示