2012新课标同步导学物理[沪科版]课件：选修3-1第3章 3．1　学习使用多用电表

(共49张PPT)
现代社会人类的生产生活离不开电能，电能的输送需要输电电路；从家用电器到生产中的自动控制，其关键部件是集成电路；各种电路的检查与维修又都离不开用来测量电路的多用电表，它的电路又如何？本章就学习上述电路的问题，本章的课程标准详解如下：
(1)初步了解多用电表的原理．通过实际操作学会使用多用电表．本条目要求让学生在实际操作中学习多用电表的使用方法．能用多用电表作为测量工具，判断半导体二极管的正负极，光敏电阻和热敏电阻的电阻特性，电容器的容量和漏电情况等．还可以练习用多用电表判断电路故障．
(2)通过实验，探究决定导体电阻的因素，知道电阻定律．本条目要求让学生通过实验，探究导体电阻与材料、长度以及横截面积的定量关系，知道电阻定律及其表达式，了解导体电阻率的概念，认识到导体的电阻率与温度有关，学习实验数据的处理方法．
(3)通过实验，观察门电路的基本作用．初步了解逻辑电路的基本原理以及在自动控制中的应用．本条目的第一点要求是让学生通过基本门电路(与门、或门和非门)的实验，观察并了解门电路的基本作用．第二点要求让学生知道逻辑电路的基本原理，体会逻辑电路在自动控制中的作用．
(4)初步了解集成电路的作用．关注我国集成电路以及元器件研究的发展情况．
3．1　学习使用多用电表
在实际生活中，大家都经常遇到一些电路问题．比如在晚上正想看电视转播，却发现荧光屏不亮；正需要做饭时，却发现电热锅不热；一根有绝缘皮的电源线，需要检查是否是中间断路；一只小灯泡不亮需要检查是否是灯丝断路……生活中的这些问题需要用到电压表、电流表、欧姆表来检查故障．本节我们就学习集测量交流与直流电压、电流和电阻等功能于一体的测量仪器——多用电表的原理与使用．
要点剖析
(1)多用电表的多种测量功能
多用电表是一种多用仪表，一般可以用来测量电流、电压、电阻等，并且每一种测量都有几个量程．表的上半部是表盘，表盘上有电阻、电流、电压等各种量程的刻度．
(2)多用电表面板上的主要功能旋扭
下半部是选择开关，它的四周刻着各种测量项目和量程．另外，上图中的1是机械调零螺丝、2是欧姆调零、3是表笔插孔．
1．准备
(1)观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程．
(2)检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置．若不指零，则可用小螺丝刀调整机械调零旋钮使指针指零．
(3)将红、黑表笔分别插入“＋”、“－”插孔．
2．测电压
(1)将选择开关置于直流电压2.5 V挡，测1.5 V干电池的电压．
(2)将选择开关置于交流电压250 V挡，测220 V的交流电压．
3．测电流
将选择开关置于直流电流10 mA挡，测量1.5 V干电池与200 Ω电阻串联回路的电流．
4．测电阻
(1)将选择开关置于欧姆表的“×1”挡，短接红、黑表笔，转动调整欧姆零点的旋钮，使指针指向欧姆表刻度的零位置．
(2)将两表笔分别接触几欧、几十欧的定值电阻两端，读出欧姆表指示的电阻数值，并与标准值比较，然后断开表笔．
(3)将选择开关置于欧姆挡的“100”挡，重新调整欧姆零点，然后测定几百欧、几千欧的电阻，并将测定值与标准值进行比较．
5．判断二极管的极性
(1)首先弄清两个问题：
①二极管的单向导电性．如下图所示，电流从正极流入时电阻较小，从正极流出时电阻较大．
②欧姆表中电流的方向．从黑表笔流出，经过待测电阻，从红表笔流入．
(2)测正向电阻：将选择开关置于欧姆表的“×10”挡，短接红、黑表笔，转动调整欧姆零点的旋钮，使指针指向欧姆表刻度的零位置．黑表笔接二极管正极、红表笔接二极管负极，(如下图所示)．读出欧姆表指示的电阻数值．乘以倍率，记下正向阻值．
测二极管正向电阻　测二极管反向电阻
(3)测反向电阻：将选择开关置于欧姆表的“×1 000”挡，短接红、黑表笔，转动调整欧姆零点的旋钮，使指针指向欧姆表刻度的零位置．黑表笔接二极管负极、红表笔接二极管正极(如上图所示)，读出欧姆表指示的电阻数值．乘以倍率，记下反向阻值．
(4)比较上述两次测量的结果，发现二极管的正向电阻很小而反向电阻很大，可以根据这个特性判断二极管的正负极．
(5)实验完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡．
6．注意事项
(1)多用电表在使用前，一定要观察指针是否指向电流的零刻度．若有偏差，应调整机械零点．
(2)合理选择电流、电压挡的量程，使指针尽可能指在表盘中央附近．
(3)测电阻时，待测电阻要与别的元件断开，切不要用手接触表笔．
(4)合理选择欧姆挡的量程，使指针尽可能指在表盘中央附近．
(5)换用欧姆挡的量程时，一定要重新调整欧姆零点．
(6)要用欧姆挡读数时，注意乘以选择开关所指的倍数．
(7)实验完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡．长期不用，应将多用电表中的电池取出．
7．误差分析
(1)使用多用电表测电阻时，误差主要是由于刻度线不均匀而造成的，同时电池用旧时由于电动势(以后学习)下降也会使读数偏大．
(2)用多用电表测电流、电压时，误差主要来自表内阻的影响，使所测电流、电压值均小于实际值．
8．电学“黑箱子”问题的分析方法
一般的“电路黑箱”有四种：一是纯电阻黑箱；二是纯电源黑箱；三是由电阻和电源组成的闭合电路黑箱；四是含电容、二极管的黑箱．
为了根据对黑箱外部接线柱的测试结果判定黑箱内部元件的种类和电路的连接方式，除了应熟悉电路的基本规律之外，还必须善于利用电压表和多用电表欧姆挡进行测试(注意：若用欧姆表测试，必须先用电压表判定盒内无电源后才能进行)，并对结果做出正确的分析和判断，判断的依据如下：
(1)电阻为零——两接线柱由无阻导线短接．
(2)电压为零，有以下可能：
①两接线柱由无阻导线短接；
②两接线柱中至少有一个与电源断路；
③两接线柱之间有电动势代数和为零的反串电池组．
任意两接线柱之间的电压均为零——盒内无电源．
(3)电压最大——两接线柱间有电源．
(4)正向和反向电阻值相差很大——两接线柱之间有二极管．
(5)有充放电现象(欧姆表指针先偏转，然后又回到“∞”刻度)——两接线柱之间有电容器．
利用多用电表探测黑箱内电学元件操作程序如下：
做出初步判断后，再根据各接点间的测量数据进行逻辑推理，判断黑箱内有哪些电学元件(电阻、电池、二极管等)，最终确定元件的位置和连接方式．
如下图所示为JO411多用电表示意图．图中A、B、C为三个可调节的部件．某同学在实验室中用它测量一阻值约为1～3 kΩ的电阻．他测量的操作步骤如下：
(1)调节可调部件______使电表指针指向____________；
(2)调节可调部件B，使它的尖端指向_____________位置；
(3)将红、黑表笔分别插入正、负插孔中，笔尖相互接触，调节可调部件________，使电表指针指向____________位置；
(4)将两只表笔分别与待测电阻两端相接，进行测量读数；
(5)换测另一阻值为20 kΩ～25 kΩ的电阻时，应调节B，使它的尖端指向“ ×1 k”的位置．此时还必须重复步骤________，才能进行测量，若电表读数如上图所示，则该待测电阻的阻值是________．
【解析】　(1)A　左边零刻度处
(2)Ω×100(让指针指在中间刻度附近，应选“×100”的倍率挡)
(3)C　右边最大刻度处　(5)(3)　22 kΩ
【答案】　见解析
要熟练掌握多用电表的电压、电流、欧姆挡的使用及测量方法，特别是欧姆挡的使用，要注意其测量步骤、挡位选取、调零等．
1.欧姆表是由表头、干电池和调零电阻等串联组成的，有关欧姆表的使用和连接，叙述正确的是(　　)
A．测电阻前要使红、黑表笔相接，调节调零电阻，使表头的指针指零
B．红表笔与表内电池正极相接，黑表笔与表内电池负极相接
C．红表笔与表内电池负极相接，黑表笔与表内电池正极相接
D．测电阻时，表针偏转角度越大，待测电阻值越大
【解析】　每次测量电阻之前都要将电阻调零，所以A正确．由欧姆表内部结构知B错误，C正确．测电阻时，表针偏转角度越大，说明通过表头的电流越大，对应的待测电阻阻值越小，D错误．
【答案】　AC
某同学用多用电表测电阻Rx，所用多用电表的欧姆挡有×1、×10、×100、×1 k四挡，他粗测时用×100挡，调零后测量时发现指针偏转角度太小，为了获得较为准确的测量值，他的正确做法是
________________________________________________________________________．
【解析】　用×100挡测量时指针偏转角太小，说明未知电阻的阻值太大，因此正确做法是把选择开关扳到×1 k挡位，再把两根表笔短接，调节调零电阻，使指针指在电阻刻度的零位上，然后把两根表笔分别与Rx的两端相接，方可读出较准确的示数．
【答案】　见解析
空置状态的欧姆表指针在“∞”位置．因此指针偏转角太小，说明待测电阻太大，反之，指针偏转角太大，说明待测电阻太小，这两种情况都不便于读出准确示数，通常表头指针指在中间刻度附近，可读出较准确数值．就本题来说很容易忽视换挡后重新调零．这是值得注意的问题．
2.某人用多用电表按正确步骤测量一电阻阻值，指针指示位置如右图所示，则此电阻阻值是________．如果要用此多用电表测量一个约200 Ω的电阻，为了使测量比较精确，选择开关应选的欧姆挡是________．
【答案】　1 200 Ω　×10 Ω
如下图(a)所示，A、B、C、D为一个电学黑箱的四个接线柱．已知A、B间没有直接接入任何电学元件，A、C间、C、D间和B、D间分别接入一个电学元件．
某同学用一只多用电表和一个连接着灯泡的学生电源，如图(b)，分别对黑箱进行如下操作：
①用多用电表的直流电压挡测量A、B、C、D任意两点之间均无电压．
②用多用电表的欧姆挡对A、C接线柱进行正、反向测试，发现欧姆表的指针均先偏向“0 Ω”端，再返回来退到“∞”端，且越退越慢；C、D间的正、反电阻相同且都很小；B、D间的正向电阻很小，而反向电阻却很大．
③将图(b)中的学生电源拨到直流挡，H接正极，F接负极．将E、F分别接B、D时，灯正常发光；E、F分别接D、B时，灯不亮．将E、F分别接C、D和D、C时，都能看到灯逐渐亮起来．将E、F接A、C和C、A时，灯均不亮．
请你根据以上叙述，在图(a)中画出黑箱中的电路．
【解析】　(1)“用多用电表的直流电压挡测量A、B、C、D任意两点之间均无电压”，说明箱内无电源．“用多用电表的欧姆挡对A、C接线柱进行正、反向测试，发现欧姆表的指针均先偏向‘0 Ω’端，再返回来退到‘∞’端，且越退越慢．说明A、C接线柱间接有一电容器，因为电容器充电时的电阻很小，而达到稳定时相当于断路，其电阻为无穷大．
(2)③中“将题图(b)中的学生电源拨到直流挡，H接正极，F接负极．将E、F分别接B、D时，灯正常发光；E、F分别接D、B时，灯不亮”，说明B、D间有一个二极管，且B端接二极管正极．“将E、F分别接C、D和D、C时，都能看到灯逐渐亮起来”，说明C、D间接的是一电感线圈，因电感在接通的一瞬间，将产生一阻碍电流变化的电动势，使得电流逐渐增大．“将E、F接A、C和C、A时，灯均不亮”，进一步证实A、C接线柱间接的是一电容器．
【答案】　电路图见解析
使用多用电表探测电学“黑箱子”问题，首先要利用电压挡检测“黑箱子”内有无电源，再利用“欧姆挡”检测“黑箱子”内电路的连接情况．
3．把一个电阻和一个半导体二极管分别与接线柱A、B、C连接，元件放在盒子里，盒外只露出接线柱，如右图所示．现用多用电表欧姆挡进行测量，结果是：
(1)A、C间，将表笔调换，前后读数相同．
(2)B、C间，红表笔接B、黑表笔接C时，读数很小；调换表笔，读数很大．
(3)A、B间，红表笔接A、黑表笔接B时，读数很大；调换表笔，测得读数与A、C间读数很接近．
根据以上结果，请画出盒内的电路图．
【解析】　根据(1)可分析出A、C间接有一个电阻．
根据(2)分析B、C间的情况及由二极管的单向导电性可知，B、C间接有一个二极管，且B接负极，C接正极．
根据(3)分析可进一步确认上面的判断．
【答案】　电路图见解析
1．多用电表使用时，应将“红、黑表笔”分别插入多用电表的 、 接线孔．
2．多用电表可测量的主要物理量有 、 、 ，另外多用电表还可判断二极管的 ．
“＋”
“－”
电流
电压
电阻
极性
1．(考查点：多用电表表盘刻度)关于欧姆表表盘上的刻度，下列叙述中正确的是(　　)
A．零刻度在右端，整个刻度盘均匀等分
B．零刻度在右端，整个刻度盘不均匀
C．零刻度在左端，整个刻度盘均匀等分
D．零刻度在左端，整个刻度盘不均匀
【答案】　B
2．(考查点：多用电表使用注意事项)右图中E为电源，R1、R2为电阻，S为开关，现用多用电表测量流过电阻R2的电流，将多用电表的选择开关调至直流电流挡(内阻很小)以后，正确的接法是(　　)
A．保持S闭合，将红表笔接在a处，黑表笔接在b处
B．保持S闭合，将红表笔接在b处，黑表笔接在a处
C．将S断开，红表笔接在a处，黑表笔接在b处
D．将S断开，红表笔接在b处，黑表笔接在a处
【解析】　将S断开，多用电表的两个表笔，接入电路时应遵循“红正黑负”的原则，红表笔接在a处，黑表笔接在b处，所以C选项正确．
【答案】　C
3．(考查点：欧姆表使用注意事项)用多用电表欧姆挡测电阻时，有许多注意事项，下列说法中哪些是错误的(　　)
A．测量前必须调零，而且每测一次电阻都要重新调零
B．每次换挡后必须电阻调零
C．待测电阻如果是连接在某电路中，应先把它与其他元件断开，再进行测量
D．两个表笔要与待测电阻接触良好才能测得较准确，为此，应当用两个手分别将两个表笔及电阻的两端紧紧捏在一起
【解析】　在进行电阻测量前必须要欧姆调零，而且只要换挡也必须要重新调零，但是如果不换挡，进行多次测量，就不需要重新调零，因此A错误，B正确；在进行测量时，待测电阻一定要与其他元件断开，否则会造成测量不准确，则C正确；测量电阻时两手不能与表笔及电阻的金属部分相接触，否则会造成测量误差，故D错误．
【答案】　AD
4．(考查点：多用电表的读数)某同学用多用电表欧姆挡测量某一金属丝电阻阻值，将选择开关旋到×100挡，欧姆表的示数如图，则金属丝电阻的阻值约为________Ω.如果想测量的更精确些，应把选择开关旋到________挡．
【答案】　200　×10
练考题、验能力、轻巧夺冠