新設(shè)計(jì)物理選修3-1人教版講義第二章恒定電流2-9

第9節(jié)實(shí)驗(yàn)：練習(xí)使用多用電表[研究學(xué)考·明確要求]知識(shí)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)：練習(xí)使用多用電表考試要求學(xué)考基本要求1.會(huì)對(duì)指針式多用電表進(jìn)行機(jī)械調(diào)零和電阻擋調(diào)零。2．知道多用電表的操作程序與使用要求。3．會(huì)用指針式多用電表測(cè)量電流、電壓和電阻，并正確讀數(shù)。發(fā)展要求1.認(rèn)識(shí)二極管，知道二極管的符號(hào)，了解二極管的單向?qū)щ娦浴?．會(huì)用指針式多用電表測(cè)量二極管的正、反向電阻。說(shuō)明不要求了解數(shù)字式多用電表的使用方法。多用電表內(nèi)的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和測(cè)量線路相配合，使被測(cè)電流、電壓及電阻等信號(hào)與表頭內(nèi)的電流相對(duì)應(yīng)。多用電表，標(biāo)明阻值為幾歐、幾十歐、幾百歐、幾千歐的定值電阻各一個(gè)，二極管，電池，小燈泡，小螺絲刀。[基礎(chǔ)梳理]使用多用電表前應(yīng)先檢查其機(jī)械零點(diǎn)。若一開(kāi)始指針不正對(duì)電流的零刻度，應(yīng)調(diào)節(jié)多用電表的機(jī)械零點(diǎn)調(diào)節(jié)旋鈕，使指針正對(duì)電流零刻度。1．用多用電表測(cè)量小燈泡的電壓(1)將功能選擇開(kāi)關(guān)旋到直流電壓擋。(2)根據(jù)待測(cè)電壓的估計(jì)值選擇量程。如果難以估測(cè)待測(cè)電壓值，應(yīng)按照從大到小的順序，先將選擇開(kāi)關(guān)旋到最大量程上試測(cè)，然后根據(jù)測(cè)量出的數(shù)值，重新確定適當(dāng)?shù)牧砍淘龠M(jìn)行測(cè)量。圖1(3)測(cè)量時(shí)，用紅、黑測(cè)試筆使多用電表跟小燈泡L并聯(lián)，注意使電流從“＋”插孔流入多用電表，從“－”插孔流出多用電表，檢查無(wú)誤后再閉合開(kāi)關(guān)S，如圖1所示。(4)根據(jù)擋位所指的量程以及指針?biāo)傅目潭戎?，讀出電壓表的示數(shù)。2．用多用電表測(cè)量通過(guò)小燈泡的電流圖2(1)多用電表直流電流擋與電流表原理相同，測(cè)量時(shí)應(yīng)使電表與待測(cè)電路串聯(lián)。(2)紅表筆插入“＋”插孔，黑表筆插入“－”插孔。測(cè)量時(shí)，使電流從紅表筆流入(即紅表筆與電源正極相接的一端)，從黑表筆流出(即黑表筆與電源負(fù)極相接的一端)。如圖2所示。(3)多用電表直流電流擋是毫安擋，不能測(cè)量比較大的電流。(4)測(cè)電流時(shí)，選擇適當(dāng)?shù)牧砍?，使表針偏轉(zhuǎn)盡量大一些，測(cè)量結(jié)果比較準(zhǔn)確。特別提醒無(wú)論測(cè)電流還是測(cè)電壓，都應(yīng)使指針偏轉(zhuǎn)盡量大一些，測(cè)量結(jié)果較準(zhǔn)確。3．測(cè)電阻(1)機(jī)械調(diào)零：使用前若指針沒(méi)有停在左端“0”位置，要用螺絲刀轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)零定位螺絲，使指針指零。(2)選擋：估計(jì)待測(cè)電阻的大小，旋轉(zhuǎn)選擇開(kāi)關(guān)，使其尖端對(duì)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)整調(diào)零電阻旋鈕，使指針指在表盤(pán)右端“0”刻度處。(4)測(cè)量讀數(shù)：將兩表筆分別與待測(cè)電阻的兩端接觸，指針示數(shù)乘以量程倍率即為待測(cè)電阻阻值。(5)測(cè)另一電阻時(shí)重復(fù)②③④。(6)實(shí)驗(yàn)完畢，應(yīng)將選擇開(kāi)關(guān)置于“OFF”擋或交流電壓最高擋。4．研究二極管的單向?qū)щ娦?1)二極管：晶體二極管是用半導(dǎo)體材料制成的，它有兩個(gè)極，一個(gè)叫正極，一個(gè)叫負(fù)極，正極負(fù)極。(2)測(cè)正向電阻：將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)旋至低倍率(填“低倍率”或“高倍率”)的歐姆擋，調(diào)整歐姆零點(diǎn)之后將黑表筆接觸二極管的正極，紅表筆接觸二極管的負(fù)極，把讀得的歐姆數(shù)乘以歐姆擋的倍率，即為二極管的正向電阻。(3)測(cè)反向電阻：將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)旋至高倍率(填“低倍率”或“高倍率”)的歐姆擋，調(diào)整歐姆零點(diǎn)之后將黑表筆接觸二極管的負(fù)極，紅表筆接觸二極管的正極，把讀得的歐姆數(shù)乘以歐姆擋的倍率，即為二極管的反向電阻。5．注意事項(xiàng)(1)電流都是從紅表筆流入，從黑表筆流出。(2)電壓、電流的讀數(shù)要看清選擇開(kāi)關(guān)所選擇的量程，搞清楚每一小格表示多少，及應(yīng)讀到的有效數(shù)字位數(shù)。(3)測(cè)電阻時(shí)注意：①測(cè)電阻必須把待測(cè)電阻隔離。②兩個(gè)調(diào)零過(guò)程，切記換擋需進(jìn)行歐姆調(diào)零。③讀數(shù)時(shí)應(yīng)乘以相應(yīng)的倍率。④合理選擇量程，使指針盡可能指在中值附近。⑤歐姆表的表盤(pán)刻度不均勻，一般不估讀。⑥電池用舊后，電動(dòng)勢(shì)會(huì)變小，內(nèi)電阻會(huì)變大，致使電阻測(cè)量值偏大，要及時(shí)換電池。(4)歐姆表量程的選擇原則和方法：①合理選擇量程，使指針盡可能指在中間刻度線附近。②測(cè)量時(shí)指針的偏角指的是偏轉(zhuǎn)到的位置和測(cè)量前的位置的夾角，所以偏角大，電阻??；偏角小，電阻大。③選擋時(shí)，若無(wú)法估計(jì)待測(cè)電阻大小，則應(yīng)將選擇開(kāi)關(guān)旋到“×1”擋，歐姆調(diào)零后，將紅、黑表筆分別接到電阻兩端，若指針偏角太小，則逐漸增大倍率，直到指針指到中間刻度線附近為止。(5)①測(cè)電阻時(shí)，電阻值等于指針的示數(shù)與倍率的乘積。指針示數(shù)的讀數(shù)一般讀兩位有效數(shù)字。②測(cè)電壓和電流時(shí)，如果所讀表盤(pán)的最小刻度為1、0.1、0.001等，讀數(shù)時(shí)應(yīng)讀到最小刻度的下一位，若表盤(pán)的最小刻度為0.2、0.02、0.5、0.05等，讀數(shù)時(shí)只讀到與最小刻度位數(shù)相同即可。[典例精析]【例1】為確定某電子元件的電氣特性，做如下測(cè)量。(1)用多用表測(cè)量該元件的電阻，選用“×100”倍率的電阻擋測(cè)量，發(fā)現(xiàn)多用表指針偏轉(zhuǎn)過(guò)大，因此需選擇________倍率的電阻擋(填：“×10”或“×1k圖3(2)將待測(cè)元件(額定電壓9V)、蓄電池、滑動(dòng)變阻器、電流表、多用表、電鍵及若干導(dǎo)線連接成電路如圖4所示。添加連線，使電路能測(cè)量該元件完整的伏安特性。圖4本實(shí)驗(yàn)中使用多用表測(cè)電壓，多用表的選擇開(kāi)關(guān)應(yīng)調(diào)到________擋(填：“直流電壓10V”或“直流電壓50V”)。解析(1)用多用表測(cè)量該元件的電阻，選用“×100”倍率的電阻擋測(cè)量，發(fā)現(xiàn)多用表指針偏轉(zhuǎn)過(guò)大，說(shuō)明電阻較小，因此需選擇×10倍率的電阻擋，并歐姆調(diào)零后再進(jìn)行測(cè)量，多用表的示數(shù)如題圖所示，測(cè)量結(jié)果為70Ω。(2)要測(cè)量該元件完整的伏安特性，必須連接成分壓電路。本實(shí)驗(yàn)中使用多用表測(cè)電壓，多用表的選擇開(kāi)關(guān)應(yīng)調(diào)到直流電壓10V擋。答案(1)×10歐姆調(diào)零70(2)電路如圖所示直流電壓10V【例2】用多用電表歐姆擋(×100)測(cè)量三只晶體二極管，其結(jié)果依次如圖中A、B、C所示，由圖可知，圖________中的二極管是好的，該二極管的正極是________端。(加黑的表筆為黑表筆)解析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(wú)窮大，否則二極管引線斷開(kāi)。由圖可知圖A、C中的二極管都是壞的，圖B中的二極管是好的，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(cè)試孔，與內(nèi)部電池負(fù)極相連，故二極管的正極是a端。二極管正向?qū)〞r(shí)電阻較小，加反向電壓時(shí)電阻很大。如果正、反向電阻相同，說(shuō)明它不是二極管或已損壞。答案Ba(1)了解二極管的單向?qū)щ娦?，正向電阻很小，反向電阻很大?2)注意紅表筆與內(nèi)部電池負(fù)極相連，而黑表筆與內(nèi)部電池正極相連，這是易錯(cuò)點(diǎn)。[即學(xué)即練]1．多用電表的讀數(shù)。如圖5所示為一多用電表表盤(pán)。圖5(1)如果用直流10V擋測(cè)量電壓，則讀數(shù)為_(kāi)_______V。(2)如果用直流100mA擋測(cè)量電流，則讀數(shù)為_(kāi)_______mA。(3)如果用×100擋測(cè)電阻，則讀數(shù)為_(kāi)_______Ω。解析電壓、電流讀數(shù)時(shí)用中間刻度線，電壓表讀數(shù)為6.7V，電流表讀數(shù)為67mA，歐姆表讀數(shù)時(shí)用上面刻度線，讀數(shù)為800Ω。答案(1)6.7(2)67(3)8002．用如圖6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。圖6(1)旋動(dòng)部件________，使指針對(duì)準(zhǔn)電流的“0”刻線。(2)將K旋轉(zhuǎn)到歐姆擋“×100”(3)將插入“＋”、“－”插孔的兩表筆短接，旋動(dòng)部件________，使指針對(duì)準(zhǔn)電阻的________(選填“0刻線”或“∞刻線”)。(4)將兩表筆分別與待測(cè)電阻相接，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)從下列選擇中挑出合理的步驟，并按________的順序進(jìn)行操作，再完成讀數(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”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)解析使指針對(duì)準(zhǔn)電流的“0”刻線，應(yīng)旋動(dòng)機(jī)械調(diào)零部件S；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；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，根據(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)先換用較大倍率的擋位，因此步驟A合理；然后，每換一個(gè)擋位應(yīng)重新調(diào)零，則選步驟D；最后，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，應(yīng)選步驟C。答案(1)S(3)T0刻線(4)ADC1．用多用電表的歐姆擋(×1k)檢驗(yàn)性能良好的晶體二極管，發(fā)現(xiàn)多用電表的指針向右偏轉(zhuǎn)的角度很小，這說(shuō)明()A．二極管加有正向電壓，故測(cè)得電阻很小B．二極管加有反向電壓，故測(cè)得電阻很大C．此時(shí)黑表筆接的是二極管的正極D．此時(shí)紅表筆接的是二極管的負(fù)極解析用歐姆擋進(jìn)行檢查，指針向右偏轉(zhuǎn)的角度很小，說(shuō)明電阻值接近無(wú)窮大，二極管加有反向電壓。而歐姆表的紅表筆是和電源負(fù)極相連，二極管不導(dǎo)通，說(shuō)明紅表筆接的是二極管正極。答案B2．如圖7所示，電路中有三根導(dǎo)線，其中一根是斷的，電源、電阻R1、R2及另外兩根導(dǎo)線是好的。為了查出斷導(dǎo)線，某學(xué)生想先用多用電表的紅表筆連接在電源的正極a，再將黑表筆連接在電阻R1的b端和R2的c端，并觀察多用電表指針的示數(shù)。下列選項(xiàng)中符合操作規(guī)程的是()圖7A．直流10V擋 B．直流0.5A擋C．直流2.5V擋 D．歐姆擋解析因?yàn)楸粰z測(cè)的電路為含電源電路，所以選用歐姆擋一定不行。由于電路中電源電動(dòng)勢(shì)為6V，所以選用直流2.5V擋也不安全。估測(cè)電路中電流的最大值可能為Im＝eq\f(E,R2)＝eq\f(6,5)A＝1.2A，所以選用直流0.5A擋也不對(duì)，只能選用直流10V擋。故正確答案為A。答案A3．多用電表表頭的示意圖如圖8所示。圖8在正確操作的情況下：(1)若選擇開(kāi)關(guān)的位置如箭頭a所示，則測(cè)量的物理量是________，測(cè)量結(jié)果為_(kāi)_______。(2)若選擇開(kāi)關(guān)的位置如箭頭b所示，則測(cè)量的物理量是________，測(cè)量結(jié)果為_(kāi)_______。(3)若選擇開(kāi)關(guān)的位置如箭頭c所示，則測(cè)量的物理量是________，測(cè)量結(jié)果為_(kāi)_______。(4)無(wú)論用多用電表進(jìn)行何種測(cè)量(限于直流)，電流都應(yīng)該從________表筆經(jīng)________插孔流入電表。解析(1)選擇開(kāi)關(guān)位置在a，測(cè)量的物理量是直流電壓，其量程為2.5V，精度為0.05V，讀數(shù)到本位，測(cè)量結(jié)果為1.20V。(2)選擇開(kāi)關(guān)位置在b，測(cè)量的物理量是直流電流，其量程為100mA，精度為2mA，讀數(shù)到本位，測(cè)量結(jié)果為48mA。(3)選擇開(kāi)關(guān)位置在c，測(cè)量的物理量是電阻，其倍率為×100，測(cè)量結(jié)果為17×100Ω＝1.7kΩ。(4)無(wú)論用多用電表進(jìn)行何種測(cè)量(限于直流)，電流都應(yīng)該從紅表筆經(jīng)正插孔流入電流。答案(1)直流電壓1.20V(2)直流電流48mA(3)電阻1.7kΩ(4)紅正4．(2018·紹興適應(yīng)性考試)在“練習(xí)使用多用電表”實(shí)驗(yàn)中(1)某同學(xué)欲測(cè)量一節(jié)干電池的電壓，下述操作正確的是________(填字母)。A．歐姆調(diào)零、選擇擋位、表筆接觸電池兩極(其中紅表筆接觸正極)、讀數(shù)B．機(jī)械調(diào)零、選擇擋位、表筆接觸電池兩極(其中紅表筆接觸正極)、讀數(shù)C．選擇擋位、機(jī)械調(diào)零、表筆接觸電池兩極(其中黑表筆接觸正極)、讀數(shù)D．選擇擋位、歐姆調(diào)零、表筆接觸電池兩極(其中黑表筆接觸正極)、讀數(shù)(2)該同學(xué)欲測(cè)量如圖9甲所示插座的電壓，則應(yīng)把多用電表的選擇開(kāi)關(guān)打到如圖乙所示的________位置。(選填A(yù)、B、C、…、Q字母)(3)經(jīng)過(guò)正確操作后，電表指針指向如圖丙所示，則插座的電壓為_(kāi)_______V。圖9解析(1)多用電表測(cè)電壓，應(yīng)先機(jī)械調(diào)零，再選擇電壓擋位，還須使電流從紅表筆流入電壓表，黑表筆流出，所以應(yīng)選擇B。(2)插座電壓大約為220V，且是交流電，所以多用電表選擇開(kāi)關(guān)應(yīng)打到交流250V，即應(yīng)打到圖乙所示的H位置。(3)根據(jù)電壓表的讀數(shù)規(guī)則，電壓表示數(shù)，即插座電壓應(yīng)為200V。答案(1)B(2)H(3)2005．如圖10所示的電路中，1、2、3、4、5、6為連接點(diǎn)的標(biāo)號(hào)。在開(kāi)關(guān)閉合后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮。現(xiàn)用多用電表檢查電路故障，需要檢測(cè)的有：電源、開(kāi)關(guān)、小燈泡、3根導(dǎo)線以及電路中的各連接點(diǎn)。圖10(1)為了檢測(cè)小燈泡以及3根導(dǎo)線，在連接點(diǎn)1、2已接好的情況下，應(yīng)當(dāng)選用多用電表的________擋。在連接點(diǎn)1、2同時(shí)斷開(kāi)的情況下，應(yīng)當(dāng)選用多用電表的________擋。(2)在開(kāi)關(guān)閉合情況下，若測(cè)得5、6兩點(diǎn)間的電壓接近電源的電動(dòng)勢(shì)，則表明________可能有故障。(3)將小燈泡拆離電路，寫(xiě)出用多用電表檢測(cè)該小