2021-2022學(xué)年新教材高中物理第十一章電路及其應(yīng)用5實驗：練習(xí)使用多用電表課件新人教版必修第三

5.實驗:練習(xí)使用多用電表

一、實驗?zāi)康?.了解多用電表的構(gòu)造和原理,掌握多用電表的使用方法。2.會使用多用電表測電壓、電流及電阻。3.會用多用電表探索黑箱中的電學(xué)元件。二、實驗器材多用電表、電學(xué)黑箱、直流電源、開關(guān)、導(dǎo)線若干、小燈泡、二極管、定值電阻(大、中、小)三個。實驗必備·自主學(xué)習(xí)三、實驗原理與設(shè)計1.外部構(gòu)造:(1)轉(zhuǎn)動選擇開關(guān)可以使用多用電表測量電流、電壓、電阻等。(2)表盤的上部為表頭,用來表示電流、電壓和電阻的多種量程。(3)由于多用電表的測量項目和量程比較多,而表盤的空間有限,所以并不是每個項目的量程都有專門的標(biāo)度,有些標(biāo)度就屬于共用標(biāo)度,圖中的第二行就是交、直流電流和直流電壓共用的標(biāo)度。

2.二極管的特點及其電阻測量:晶體二極管是由半導(dǎo)體材料制成的,它有兩個極,一個叫正極,一個叫負極,它的符號如圖甲所示。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。

實驗過程·探究學(xué)習(xí)實驗步驟1.機械調(diào)零:使用前若指針沒有停在左端“0”位置,要用螺絲刀轉(zhuǎn)動指針定位螺絲,使指針指零。2.測量電壓:(1)選擇合適的直流電壓擋量程。(2)將多用電表與被測電路并聯(lián),注意紅表筆接觸點的電勢應(yīng)該比黑表筆高。(3)讀數(shù)時,首先要認清刻度盤上的最小刻度。3.測量電流:(1)選擇合適的直流電流擋量程。(2)將被測電路導(dǎo)線卸開一端,把多用電表串聯(lián)在電路中,注意電流應(yīng)該從紅表筆流入多用電表。4.測量定值電阻:(1)選擋:估計待測電阻的大小,旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān),使其尖端對準(zhǔn)歐姆擋的合適擋位。(2)歐姆調(diào)零:將紅、黑表筆短接,調(diào)整歐姆調(diào)零旋鈕,使指針指在表盤右端“0”刻度處。(3)測量讀數(shù):將兩表筆分別與待測電阻的兩端接觸,指針示數(shù)乘以量程倍率即為待測電阻的阻值。(4)測另一電阻時重復(fù)(1)(2)(3)。(5)實驗完畢,把表筆從插孔中拔出,并將選擇開關(guān)置于“OFF”擋,若長期不用,應(yīng)把電池取出。數(shù)據(jù)收集與分析1.測電阻時,電阻值等于表針的示數(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.如果所讀表盤的最小刻度為1、0.1、0.001等,讀數(shù)時應(yīng)估讀到最小刻度的下一位;若表盤的最小刻度為0.2、0.02、0.5、0.05等,讀數(shù)時只讀到與最小刻度位數(shù)相同即可?！舅伎肌び懻摗?/p>

1.多用電表的選擇開關(guān)對應(yīng)的數(shù)字含義相同嗎? (科學(xué)態(tài)度與責(zé)任)提示:不相同。當(dāng)選擇開關(guān)指向電壓擋或電流擋時,其對應(yīng)的數(shù)字代表量程,當(dāng)選擇開關(guān)指向電阻擋時,其對應(yīng)的數(shù)字代表倍率。2.當(dāng)用多用電表測電阻時,發(fā)現(xiàn)指針偏角太大,那么我們是更換大倍率還是小倍率? (科學(xué)態(tài)度與責(zé)任)提示:指針偏角太大說明電阻示數(shù)太小,應(yīng)換小倍率。

誤差分析1.偶然誤差(1)估讀時易帶來誤差。(2)表頭指針偏轉(zhuǎn)過大或過小都會使誤差增大。2.系統(tǒng)誤差(1)電池用舊后,電動勢會減小,內(nèi)阻會變大,致使電阻測量值偏大,要及時更換電池。(2)測電流、電壓時,由于電表內(nèi)阻的影響,測得的電流、電壓值均小于真實值。

注意事項1.使用前要機械調(diào)零。2.兩表筆在使用時,電流總是“紅入”“黑出”。3.測電阻時(1)指針指中值附近較準(zhǔn),否則換擋。(2)每換一擋必須重新歐姆調(diào)零。(3)讀出示數(shù)要乘以倍率。實驗研析·創(chuàng)新學(xué)習(xí)類型一多用電表的使用和讀數(shù)【典例1】在“多用電表的使用”實驗中:(1)如圖1所示為一正在測量中的多用電表表盤,如果用電阻擋“×100”測量,則讀數(shù)為________Ω;如果用“直流5V”擋測量,則讀數(shù)為________V。

(2)甲同學(xué)利用多用電表測量電阻,他用電阻擋“×100”測量時發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小,為了得到比較準(zhǔn)確的測量結(jié)果,請從下列選項中挑出合理的步驟,操作順序為____________(填寫選項前的字母)。

A.將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×1k”的位置B.將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×10”的位置C.將兩表筆分別與被測電阻的兩根引線相接完成測量D.將兩表筆短接,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕使指針指向“0Ω”(3)乙同學(xué)利用多用電表測量圖示電路中小燈泡正常工作時的有關(guān)物理量,以下操作正確的是________。

A.將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到合適的電壓擋,閉合開關(guān),利用圖2的電路測量小燈泡兩端的電壓B.將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到合適的電阻擋,閉合開關(guān),利用圖2的電路測量小燈泡的電阻C.將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到合適的電流擋,閉合開關(guān),利用圖3的電路測量通過小燈泡的電流D.將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到合適的電流擋,把圖3中紅、黑表筆接入電路的位置互換,閉合開關(guān),測量通過小燈泡的電流

【解析】(1)多用電表測電阻選取最上端的歐姆表刻度,根據(jù)擋位可知阻值為6×102Ω;測電壓時,由于精度為0.1V,需要估讀一位,根據(jù)量程“50”的刻度可知電壓為3.60V。(2)歐姆擋測電阻時指針偏轉(zhuǎn)角度過小是由于擋位過小,需選取大擋位,進行歐姆調(diào)零后再測阻值,故順序為:A、D、C。(3)多用電表一定是紅表筆電流流入、黑表筆電流流出,圖2是測電壓,圖3是測電流,表筆位置正確,故選項A、C正確,B、D錯誤。答案:(1)6×102

3.60

(2)A、D、C(不可以改變順序)(3)A、C(可以改變順序)【規(guī)律方法】用多用電表測電阻時應(yīng)注意(1)測電阻時必須把待測電阻從電路中分離出來。(2)兩個調(diào)零過程,切記換擋需進行歐姆調(diào)零。(3)讀數(shù)時應(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)歐姆表的表盤刻度不均勻,一般不估讀。(6)電池用舊后,電動勢會變小,內(nèi)電阻會變大,致使電阻測量值偏大,要及時更換電池。

類型二

用多用電表測量二極管的電阻【典例2】用發(fā)光二極管制成的LED燈具有發(fā)光效率高、使用壽命長等優(yōu)點,在生產(chǎn)與生活中得到廣泛應(yīng)用。發(fā)光二極管具有單向?qū)щ娦?正反向電阻相差較大。(1)某同學(xué)先用如圖甲所示的多用電表來判斷發(fā)光二極管的正負極,下列操作正確的是________。

A.測量前應(yīng)旋動部件T,使指針對準(zhǔn)電流的“0”刻線。B.測量電阻時,將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋的適當(dāng)位置,然后將兩表筆短接時,旋動部件S,使指針對準(zhǔn)電阻的“0”刻線。C.為了使表筆與二極管兩端接觸良好,應(yīng)采用如圖乙所示的操作,用手指將兩表筆與待測電阻的兩端壓緊進行測量。D.測量時,若發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小(此時旋鈕K指在“×100”),為了得到比較準(zhǔn)確的測量結(jié)果,將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×1k”的位置。(2)該同學(xué)使用多用電表歐姆擋的“×100”擋來測量二極管的正反向電阻,將紅、黑表筆分別與二極管“長腳”和“短腳”接觸時,發(fā)現(xiàn)指針幾乎不動。調(diào)換接觸腳后,指針偏轉(zhuǎn)情況如圖丙所示,由圖可讀出此時二極管的正向阻值為__________Ω。

(3)該同學(xué)設(shè)計了如圖丁所示的電路測量發(fā)光二極管的正向電阻,則發(fā)光二極管的“短腳”應(yīng)與圖丁中____________(選填“a”或“b”)端連接。

(4)按圖丁的電路圖將圖戊中的實物連線補充完整。該同學(xué)在開關(guān)閉合之前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片滑至__________(選填“c”或“d”)端。

【解析】(1)測量前應(yīng)旋動部件S,使指針對準(zhǔn)電流的“0”刻線,選項A錯誤;測量電阻時,將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋的適當(dāng)位置,然后將兩表筆短接時,旋動部件T,使指針對準(zhǔn)電阻的“0”刻線,選項B錯誤;測量時,人手不應(yīng)該與二極管的金屬部分接觸,選項C錯誤;測量時,若發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過小(此時旋鈕K指在“×100”),為了得到比較準(zhǔn)確的測量結(jié)果,將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×1k”的位置,選項D正確;故選D。(2)此時二極管的正向阻值為13×100Ω=1300Ω。(3)二極管的“長腳”為正極,故發(fā)光二極管的“短腳”應(yīng)與圖中a端連接。(4)電路連線如圖;在開關(guān)閉合之前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片滑至c端。

答案:(1)D

(2)1300

(3)a

(4)見解析圖c 1.用一多用電表進行多次測量,指針指在圖中位置,請把相應(yīng)讀數(shù)讀出。課堂檢測·素養(yǎng)達標(biāo)(1)如果是用直流100mA擋測量電流,指針位置如①所示,則讀數(shù)為______mA;

(2)如果是用直流2.5V擋測量電壓,指針位置如圖①所示,則讀數(shù)為______V;

(3)如果是用倍率“×100”擋測量電阻,指針位置如圖②所示,則讀數(shù)為________Ω。

【解析】(1)如果用直流100mA擋測電流,則應(yīng)讀表盤第二排刻度,再按比例讀出示數(shù)為64.0mA。(2)如果是用直流2.5V擋測量電壓,則最小分度值為0.05V,其讀數(shù)為1.60V。(3)如果是用倍率“×100”擋測量電阻,則應(yīng)讀表盤第一排刻度,則讀為30×100Ω=3000Ω。答案:

(3)30002.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)檢查多用電表的機械零點。(2)將紅、黑表筆分別插入正、負表筆插孔,將選擇開關(guān)撥至電阻測量擋適當(dāng)?shù)谋堵侍帯?3)將紅、黑表筆________,進行歐姆調(diào)零。

(4)測反向電阻時,將________表筆接二極管正極,將________表筆接二極管負極,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”),如果指針偏轉(zhuǎn)過大或過小,應(yīng)重新選擇倍率,并重復(fù)步驟(3)、(4)。

(6)測量完畢,應(yīng)將選擇開關(guān)撥離歐姆擋,以切斷表內(nèi)電源,故應(yīng)將選擇開關(guān)撥向“OFF”位置。【解析】(3)將紅、黑表筆短接,使指針指在歐姆表表盤的零刻度線處,表示所測電阻為零,稱為歐姆調(diào)零;(4)將選擇開關(guān)撥向歐姆擋,即接通表內(nèi)電源,此時,紅表筆接表內(nèi)電源的負極,黑表筆接表內(nèi)電源的正極,因此,測二極管反向電阻時,應(yīng)將紅表筆接二極管的正極,黑表筆接二極管的負極;(5)使用歐姆表測電阻時,指針指在中央附近較精確。答案:(3)短接(4)紅黑(5)中央3.某同學(xué)在“練習(xí)使用多用電表”實驗中,實驗步驟及相關(guān)操作如下:(1)該同學(xué)在使用多用電表前,發(fā)現(xiàn)多用電表的指針不在零刻度上,如圖甲所示,那么在使用前,他應(yīng)調(diào)節(jié)甲圖中表盤上的哪一個部件?答:________(選填“A”或“B)。

(2)該同學(xué)按正確操作步驟測量發(fā)光二極管的正反向電阻,測量結(jié)果如圖乙所示。此時多用電表選擇開關(guān)置于歐姆擋“×10”擋位,二極管導(dǎo)通。由此可知,與多用電