2018-2019學(xué)年高中物理 第3章 從電表電路到集成電路 3.1 學(xué)習(xí)使用多用電表學(xué)案 滬科版選修3-1.doc

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3.1　學(xué)習(xí)使用多用電表 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) 知 識(shí) 脈 絡(luò) 1.知道多用電表的構(gòu)造及其使用方法，培養(yǎng)學(xué)生探索、發(fā)現(xiàn)、勇于創(chuàng)新的精神．(重點(diǎn)) 2．掌握用多用電表測量小燈泡的電壓、電流和電阻的方法．(重點(diǎn)) 3．學(xué)會(huì)用多用電表測量二極管的正、反方向電阻，知道二極管的極性的判斷方法．(難點(diǎn)) [自 主 預(yù) 習(xí)探 新 知] [知識(shí)梳理] 一、認(rèn)識(shí)多用電表 1．多用電表由一個(gè)小量程的電流表(俗稱表頭)和電路元件組成． 2．面板的上半部為表盤，分別標(biāo)有電壓、電流和電阻的刻度線，用于讀取有關(guān)電學(xué)量的測量值． 3．面板中央的定位螺絲為機(jī)械調(diào)零旋鈕．用于調(diào)節(jié)指針的“0”位． 圖311 4．面板下半部中間的旋鈕是功能選擇開關(guān)，周圍標(biāo)有各種測量功能及量程．其中“”表示直流電壓擋，“”表示交流電壓擋，“mA”表示直流電流擋，“Ω”表示電阻擋．面板上邊有一個(gè)電阻擋的調(diào)零旋鈕． 5．面板的下方有兩個(gè)標(biāo)有“＋”“－”號(hào)的插孔，用于插紅、黑測試表筆． 二、使用多用電表 1．機(jī)械調(diào)零 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(dòng)機(jī)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． 2．電壓、電流、電阻的測量 利用多用電表測量電壓、電流和電阻時(shí)，要根據(jù)所需測量的電學(xué)量，將功能選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到相應(yīng)的測量擋位和量程上．測量結(jié)束后，要將功能選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到交流電壓擋的最大量程處或“off”處，以保護(hù)多用電表． 3．判斷二極管的極性 (1)晶體二極管，是用半導(dǎo)體材料制成的電子元件．二極管有兩根引線，一根叫正極，一根叫負(fù)極． (2)二極管具有單向?qū)щ娦裕?dāng)給二極管加上一定的正向電壓時(shí)，它的電阻值很小；當(dāng)給二極管加上反向電壓時(shí)，它的電阻值變得很大． (3)二極管的符號(hào)：. [基礎(chǔ)自測] 1．思考判斷(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“”．) (1)多用電表的表頭是一個(gè)小量程的電流表．(√) (2)面板中央的定位螺絲可以用來電阻調(diào)零．() (3)使用多用電表時(shí)應(yīng)使電流從紅表筆流入，黑表筆流出．(√) (4)使用多用電表測量直流電壓、電流時(shí)，不需要機(jī)械調(diào)零．() (5)多用電表電阻擋換擋后要重新調(diào)零．(√) (6)晶體二極管當(dāng)電流從正極流出時(shí)電阻很小．() 【提示】　 (2)　定位螺絲是用來機(jī)械調(diào)零的． (4)　測量電壓、電流、電阻前都需要機(jī)械調(diào)零． (6)　電流從二極管正極流入時(shí)晶體二極管的電阻很?。? 2．圖312為一正在測量中的多用電表表盤． 圖312 (1)如果是用10 Ω擋測量電阻，則讀數(shù)為______Ω. (2)如果是用直流10 mA擋測量電流，則讀數(shù)為______mA. (3)如果是用直流5 V擋測量電壓，則讀數(shù)為________V. 【答案】　(1)60 Ω　(2)7.6 mA　(3)3.80 V [合 作 探 究攻 重 難] 電壓、電流和電阻的測量 1．直流電壓和直流電流的測量 (1)將多用電表選擇開關(guān)置于直流電壓擋，并選擇好量程，按如圖313甲所示電路，測小電珠兩端的電壓． (2)將選擇開關(guān)置于直流電流擋，并選擇合適量程，按如圖313乙所示電路，測量通過小電珠的電流． 甲　　　　　　　　　　乙 圖313 2．電阻的測量 (1)選擋：選擇歐姆擋量程時(shí)，應(yīng)盡可能使指針指在中央刻度的位置附近．把選擇開關(guān)旋到歐姆擋上，并根據(jù)估測電阻的大小，把選擇開關(guān)旋到相應(yīng)的擋位． (2)調(diào)零：把兩根表筆接觸，調(diào)整歐姆擋的調(diào)零旋鈕，使指針指在電阻刻度的零刻度上．(注意：電阻擋的零刻度在刻度盤的右端) (3)測量(讀數(shù))：把兩只表筆分別與待測電阻的兩端相接，進(jìn)行測量，表針示數(shù)乘以量程倍率數(shù)，即為待測電阻的阻值． 　如圖314所示為多用電表的刻度盤．若選用倍率為“100”的電阻擋測電阻時(shí)，表針指示如圖所示，則： 圖314 (1)所測電阻的阻值為________Ω；如果要用此多用電表測量一個(gè)阻值約為2.0104 Ω的電阻，為了使測量結(jié)果比較精確，應(yīng)選用的歐姆擋是________(選填“10”“100”或“1 k”)． (2)用此多用電表進(jìn)行測量，當(dāng)選用量程為50 mA的電流擋測量電流時(shí)，表針指于圖示位置，則所測電流為______mA；當(dāng)選用量程為250 mA的電流擋測量電流時(shí)，表針指于圖示位置，則所測電流為______mA. (3)當(dāng)選用量程為10 V的電壓擋測量電壓時(shí)，表針也指于圖示位置，則所測電壓為________ V. 思路點(diǎn)撥：①用多用電表測電阻，讀數(shù)時(shí)從表盤上讀出示數(shù)再乘以倍率． ②用多用電表測電流和電壓，讀數(shù)時(shí)要先確定最小刻度，并且讀數(shù)時(shí)要進(jìn)行估讀． 【解析】　(1)歐姆表讀數(shù)：對應(yīng)最上一行刻度值約為14，倍率為“100”，讀數(shù)為1.4103 Ω.測2.0104 Ω電阻，要選用1 k擋． (2)選50 mA直流電流擋，則每一大格表示10 mA，每一小格表示1 mA，測量的精確度為1 mA，應(yīng)估讀到0.1 mA(此時(shí)為估讀)，指針對應(yīng)的讀數(shù)為31.5 mA；選擇量程為250 mA的電流擋，則每一大格表示50 mA，每一小格表示5 mA；測量的精確度為5 mA，應(yīng)估讀到1 mA(此時(shí)為估讀)，指針對應(yīng)的讀數(shù)為158 mA. (3)選擇10 V電壓擋，則每一大格表示2 V，每一小格表示0.2 V，測量的精確度為0.2 V，應(yīng)估讀到0.1 V(此時(shí)應(yīng)為估讀)，指針對應(yīng)的讀數(shù)為6.2 V. 【答案】　(1)1.4103　1 k　(2)31.5　158　(3)6.2 使用多用電表測電阻的步驟 (1)機(jī)械調(diào)零：使用前若表針沒有停在左端“0”位置，要用螺絲刀轉(zhuǎn)動(dòng)指針定位螺絲，使指針指零． (2)選擋：估計(jì)待測電阻的大小，旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，使其尖端對準(zhǔn)歐姆擋的合適擋位． (3)歐姆調(diào)零：將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在表盤右端“0”刻度處． (4)測量讀數(shù)：將兩表筆分別與待測電阻的兩端接觸，表針示數(shù)乘以量程倍率即為待測電阻阻值． (5)測另一電阻時(shí)重復(fù)(2)(3)(4)． (6)實(shí)驗(yàn)完畢，應(yīng)將選擇開關(guān)置于“off”擋或交流電壓最高擋． [針對訓(xùn)練] 1．若多用電表的電阻擋有三個(gè)倍率，分別是1、10、100.用10擋測量某電阻Rx時(shí)，操作步驟正確，發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉(zhuǎn)角度過小，為了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，則應(yīng)： ①將選擇開關(guān)置于________； ②將紅、黑表筆短接進(jìn)行________； ③將待測電阻Rx接在________進(jìn)行測量． 若按照以上①②③步驟正確操作后，表盤的示數(shù)如圖315所示，則該電阻的阻值是________Ω. 圖315 【解析】　表頭指針偏轉(zhuǎn)角度過小，說明選擇擋位太小，因此應(yīng)換用較高的擋位，即選用100擋；換成100擋后應(yīng)重新進(jìn)行歐姆擋調(diào)零；最后將紅、黑表筆接觸待測電阻Rx兩端進(jìn)行測量．圖中所顯示的待測電阻阻值為2 200 Ω. 【答案】　100擋　歐姆擋調(diào)零　紅、黑表筆之間　2 200 2．如圖316所示為一已進(jìn)行機(jī)械調(diào)零可供使用的多用電表，S為選擇開關(guān)，Q為電阻擋調(diào)零旋鈕．現(xiàn)要用它檢測兩個(gè)電阻的阻值(圖中未畫電阻)，已知阻值分別為R1＝20 Ω，R2＝470 kΩ，下面提出了在測量過程中一系列可能的操作，請你選出能準(zhǔn)確地測定各阻值和符合多用電表安全使用規(guī)則的各項(xiàng)操作，并且將它們按合理順序填寫在后面的橫線上． 圖316 A．旋動(dòng)S使其尖端對準(zhǔn)電阻擋1 k B．旋動(dòng)S使其尖端對準(zhǔn)電阻擋100 C．旋動(dòng)S使其尖端對準(zhǔn)電阻擋10 D．旋動(dòng)S使其尖端對準(zhǔn)電阻擋1 E．旋動(dòng)S使其尖端對準(zhǔn)交流電壓擋500 F．將兩表筆分別接到R1的兩端，讀出R1的阻值，隨后立即斷開 G．將兩表筆分別接到R2的兩端，讀出R2的阻值，隨后立即斷開 H．兩表筆短接，調(diào)節(jié)Q使表針對準(zhǔn)電阻擋刻度盤上的0，隨后立即斷開 所選操作及其順序?yàn)?用字母代號(hào)填寫)：________(操作步驟可以重復(fù)選用) 【解析】　用多用電表測量電阻時(shí)，量程的選擇以指針指中央附近時(shí)讀數(shù)最準(zhǔn)確，由表盤中值示數(shù)約15可知，測R1＝20 Ω的電阻時(shí)，只能選“1”擋；測R2＝470 kΩ時(shí)，應(yīng)選擇“1 k”擋，并且在每次選定量程后，都必須將兩表筆短接，進(jìn)行歐姆調(diào)零，所以題目中所給操作H需重復(fù)選用．在測量過程中對R1與R2測量的先后沒有什么限制，但測量完畢后，功能選擇開關(guān)必須旋離電阻擋，撥到交流電壓最高擋或“off”擋，所以合理的操作及順序?yàn)锳HGDHFE或DHFAHGE. 【答案】　AHGDHFE(或DHFAHGE) 判斷二極管的正、負(fù)極 1．二極管的單向?qū)щ娦裕憾O管(如圖317所示)是一種半導(dǎo)體元件，它的特點(diǎn)是電流從正極流入時(shí)電阻比較小，而從負(fù)極流入時(shí)電阻比較大． 圖317 2．根據(jù)二極管的單向?qū)щ娦?，可以用多用電表判斷它的正?fù)極． (1)用多用電表的電阻擋，量程撥到“100”或“1 k”的位置上，將紅表筆插入“＋”插孔，黑表筆插入“－”插孔，然后兩表筆短接進(jìn)行電阻擋調(diào)零后分別接二極管的兩極，穩(wěn)定后讀取示數(shù)乘上倍率求出電阻R1；再將兩表筆反過來連接二極管的兩極，同理結(jié)合讀數(shù)求出電阻R2. (2)在兩次測量電阻差別明顯的前提下，據(jù)紅表筆與電表內(nèi)部電源負(fù)極一端相連，黑表筆與電源正極一端相連知，電流從黑表筆流出，所以對測得電阻較小的那一次，與黑表筆相接的極為二極管的正極，與紅表筆相接的極為二極管的負(fù)極． 　某同學(xué)利用多用電表測量二極管的反向電阻．完成下列測量步驟： (1)檢查多用電表的機(jī)械零點(diǎn)． (2)將紅、黑表筆分別插入正、負(fù)表筆插孔，將選擇開關(guān)撥至電阻測量擋適當(dāng)?shù)牧砍烫帲? (3)將紅、黑表筆________，進(jìn)行歐姆調(diào)零． (4)測反向電阻時(shí)，將________表筆接二極管正極，將________表筆接二極管負(fù)極，讀出電表示數(shù)． (5)為了得到準(zhǔn)確的測量結(jié)果，應(yīng)讓電表指針盡量指向表盤________(選填“左側(cè)”“右側(cè)”或“中央”)；否則，在可能的條件下，應(yīng)重新選擇量程，并重復(fù)步驟(3)、(4)． (6)測量完成后，將選擇開關(guān)撥向________位置． 思路點(diǎn)撥：歐姆表刻度線分布不均勻，指針指向表盤中央附近時(shí)，測量結(jié)果最精確． 【解析】　首先要機(jī)械調(diào)零．在選擇倍率后還要進(jìn)行歐姆調(diào)零，而且每一次換量程都要再次歐姆調(diào)零．(3)將紅黑表筆短接，進(jìn)行歐姆調(diào)零．測量二極管的反向電阻時(shí)應(yīng)將紅表筆接二極管的正極，黑表筆接負(fù)極．歐姆表盤的刻度線分布不均勻，在中央的刻度線比較均勻，所以盡量讓指針指向表盤的中央．測量完成后應(yīng)將開關(guān)打到“off”擋或交流電壓最高擋． 【答案】　(3)短接　(4)紅　黑　(5)中央 (6)“off”擋或交流電壓最高擋 [針對訓(xùn)練] 3．用多用電表的歐姆擋檢測一個(gè)二極管，將多用電表的紅表筆與二極管的a端連接，黑表筆與二極管的b端連接，測得二極管的電阻值為5 Ω，將多用電表的紅表筆接二極管的b端，黑表筆接二極管的a端，測得其電阻值為900 Ω，實(shí)驗(yàn)說明二極管具有________；該二極管的正極是________端． 【解析】　用同一個(gè)多用表測量同一個(gè)二極管，兩次電阻測量值差別較大，說明二極管具有單向?qū)щ娦裕谡驅(qū)〞r(shí)，黑表筆所接的端為正極． 【答案】　單向?qū)щ娦浴 4．實(shí)驗(yàn)桌上放著晶體二極管、電阻、電容各一只，性能均正常，外形十分相似，現(xiàn)將多用電表選擇開關(guān)撥到“100 Ω”擋，分別測它們的正、反向電阻加以鑒別；測甲元件時(shí)，R正＝R反＝0.5 kΩ；測乙元件時(shí)，R正＝0.5 kΩ，R反＝100 kΩ；測丙元件時(shí)，指針開始偏轉(zhuǎn)到0.5 kΩ.接著讀數(shù)逐漸增加，最后接近∞，利用所學(xué)知識(shí)區(qū)分二極管、電阻、電容分別是哪一個(gè)？ 【解析】　要能判斷出是何種元件，首先必須掌握各種元件的特點(diǎn)．電阻元件無極性，正、反電阻大小相等，故甲元件為電阻．二極管具有單向?qū)щ娦裕螂娮枳柚岛苄?，反向電阻阻值很大．但兩個(gè)阻值都是較穩(wěn)定的，故乙元件為二極管．剛接通電容器時(shí)，由于電容器充電，通過表頭的電流較大，指針偏角大，對應(yīng)電阻值比較小，但隨著充電電量的增大，電路中的電流逐漸變小，指針偏角逐漸減小，對應(yīng)電阻值越來越大，即丙元件為電容． 【答案】　甲是電阻，乙是二極管，丙是電容． [當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)固 雙 基] 1．用多用電表進(jìn)行了幾次測量，指針分別處于a、b的位置，如圖318所示．若多用電表的選擇開關(guān)處于表格中所指的擋位，a和b的相應(yīng)讀數(shù)是多少？請?zhí)钤诒砀裰校? 圖318 指針位置 選擇開關(guān)所處擋位 讀數(shù) a 直流電流100 mA ______ mA 直流電壓2.5 V ______ V b 電阻100 ______ Ω 【解析】　首先在表盤上找到直流的刻度，直流的符號(hào)是“－”，表盤中間的那個(gè)刻度是直流的刻度，電流為100 mA量程，對應(yīng)讀數(shù)為23.0 mA；電壓為2.5 V量程，對應(yīng)讀數(shù)為0.57 V；歐姆擋上對應(yīng)讀數(shù)3.2 Ω，再乘以倍率應(yīng)為320 Ω. 【答案】　23.0　0.57　320 2．某同學(xué)測量一只未知阻值的電阻．他先用多用電表進(jìn)行測量，按照正確的步驟操作后，測量的結(jié)果如圖319所示．請你讀出其阻值大小為__________Ω.為了使測量的結(jié)果更準(zhǔn)確，該同學(xué)應(yīng)將選擇開關(guān)打到________(選填“100”或“1”)擋重新測量． 圖319 【解析】　選用“10”電阻擋測電阻時(shí)所測電阻阻值為10010 Ω＝1 000 Ω，此時(shí)指針偏角太小，為了使測量的結(jié)果更準(zhǔn)確，應(yīng)將選擇開關(guān)打到“100”擋重新測量． 【答案】　1 000　100 3．用多用電表歐姆擋(100)測試三只晶體二極管，其結(jié)果依次如圖3110所示甲、乙、丙三個(gè)圖，由圖可知，圖________中的二極管是好的，該二極管的正極是________端． 圖3110 【解析】　根據(jù)二極管加正向電壓時(shí)，電阻值越小越好，但不能為零，否則二極管已被擊穿，加反向電壓時(shí)，電阻值越大越好，但不能無窮大，否則二極管引線斷開．由圖可知，圖甲、丙二極管是壞的，圖乙中二極管是好的，且左邊圖加的是反向電壓，右邊圖加的是正向電壓，由于紅表筆插入的是“＋”測試孔，與內(nèi)部電池負(fù)極相連，故二極管正極是a端． 【答案】　乙　a