第5课时多用电表简单的逻辑电路
基础知识归纳
1.多用电表的结构和使用
(1)多用电表由表头、选择开关和测量线路三部分组成(如图),表头是一块高灵敏度磁电式电流表,其满偏电流约几十到几百毫安.转换开关和测量线路相配合,可测量交流和直流电流、交流和直流电压及直流电阻等.
如图是数字式多用电表,数字电表的测量值以数字形式直接显示,使用方便.数字式多用电表内部装有电子电路,这样可以使电表对被测电路的影响减小到最小,同时还可具有多种其他功能.
(2)使用
①使用前应查看指针是否指在刻度盘左端零刻线处.如不在,应进行机械调零;
②根据被测物理量及其数量级将选择开关旋到相应的位置.读数时还要注意选用刻度盘上对应的量程刻度;
③使用欧姆挡时,先选好倍率,再进行欧姆调零.如果指针偏转角度太小(即指针所指的刻度值太大),应该增大倍率重新调零后再测,使指针指到表盘的中央附近;如果指针偏转角度太大(即指针所指的刻度值太小),应该减小倍率重新调零后再测,使指针指到表盘的中央附近.测量中,两只手不能同时接触表笔上的金属部分.测量完毕后,应将选择开关扳到OFF挡或交流电压最高挡;
④不论使用多用电表的哪个挡,电流总是从多用电表的正接线柱(红表笔)进入电表,而从负接线柱(黑表笔)流出;
2.简单的逻辑电路
(1)“与”门电路
①“与”门:如果一个事件的几个条件都满足后,该事件才能发生.这种关系叫做“与”逻辑关系.具有“与”逻辑关系的电路称为“与”门电路,简称“与”门.
②“与”逻辑电路
③“与”门的逻辑符号
④“与”门的真值表:
输入输出
ABY
000
010
100
111
⑤“与”门反映的逻辑关系Y=A×B
(2)“或”门电路
①“或”门:如果几个条件中,只要有一个条件得到满足,某事件就会发生,这种关系叫做“或”逻辑关系.具有“或”逻辑关系的电路叫做“或”门.
②“或”逻辑电路
③“或”门的逻辑符号
④“或”门的真值表:
输入输出
ABY
000
011
101
111
⑤“或”门反映的逻辑关系Y=A+B
(3)“非”门电路
①输出状态和输入状态呈相反的逻辑关系,叫做“非”逻辑关系,具有“非”逻辑关系的电路叫“非”门.
②“非”逻辑电路
③“非”门的逻辑符号
④“非”门的真值表:
输入输出
AY
01
10
⑤“非”门反映的逻辑关系Y=
重点难点突破
一、欧姆表的原理和使用
欧姆表是依据闭合电路欧姆定律制成的,原理如图所示.
当红、黑表笔短接并调节R使指针满偏时有
Ig=①
如右图对应刻度:
当表笔间接入待测电阻Rx时,有Ix=②
由①②式得③
当Rx=R中时,Ix=1/2Ig,指针指在表盘刻度中心,故称R中为欧姆表的中值电阻,也是欧姆表的内阻.
如右图对应刻度:
由②式可知每一个Rx都有一个对应的电流值Ix,如果在刻度盘上直接标出与Ix对应的Rx的值,那么当红、黑表笔分别接触待测电阻的两端,就可以从表盘上直接读出它的阻值.由于电流和电阻的非线性关系,表盘上电流刻度是均匀的,其对应的电阻刻度是不均匀的,电阻的零刻度在电流满刻度处.从刻度最右端到正中央间对应的电阻由零变到R中,从中间到最左端对应的电阻由R中变到无限大,所以欧姆表刻度由右到左越来越密.刻度如下:
由①②式解得Ix=.因此电池用久后,电动势E变小,Ix变小,指针指示的电阻刻度值偏大,即R测大于R真.
二、用多用电表探测黑箱内的电学元件
1.用直流电压挡测量黑箱每两接线柱间的电压,判断箱内有无电源;
2.若有电源,用直流电流挡测量电流强度,根据电路规律,从最小值入手,先推测最小值电路,然后从小到大对每一电路逐一推测,从而确定黑箱内的元件;
3.若无电源,则用多用电表的欧姆挡测量每两接线柱间的正反向电阻,判断箱内有无电阻、二极管、电容等,然后根据测量结果,分析推理箱内元件的可能接法.
典例精析
1.多用电表的使用
【例1】(1)用多用电表的欧姆挡测量阻值约为几十千欧的电阻Rx,以下给出的是可能的操作步骤,其中S为选择开关,P为欧姆挡调零旋钮,把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上.
a.将两表笔短接,调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度,断开两表笔.
b.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出Rx的阻值后,断开两表笔.
c.旋转S使其尖端对准欧姆挡×1k.
d.旋转S使其尖端对准欧姆挡×100.
e.旋转S使其尖端对准交流500V挡,并拔出两表笔.
根据图所示指针位置,此被测电阻的阻值约为kΩ.
(2)(多选题)下述关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是()
A.测量电阻时如果指针偏转过大,应将选择开关S拨至倍率较小的挡位,重新调零后测量
B.测量电阻时,如果红、黑表笔分别插在负、正插孔,则会影响测量结果
C.测量电路中的某个电阻,应该把该电阻与电路断开
D.测量阻值不同的电阻时都必须重新调零
【解析】(1)测量几十千欧的电阻Rx我们一般选择较大的挡位先粗测,使用前应先进行调零,然后依据欧姆表的示数,在更换挡位,重新调零,再进行测量;使用完毕应将选择开关置于OFF挡或者交流电压最大挡,拔出表笔.
(2)欧姆挡更换规律“大小,小大”,即当指针偏角较大时,表明待测电阻较小,应换较小的挡位;反之应换较大的挡位.电流总是从红表笔流入从黑表笔流出多用电表,每次换挡一定要进行欧姆调零,测量电阻一定要断电作业.
【答案】(1)c、a、b、e;30;(2)AC
【思维提升】(1)掌握多用电表测电压、电流、电阻的方法.
(2)欧姆表中电源的正、负极和红、黑表笔正、负插孔区别.
【拓展1】下图为多用电表的示意图,其中S、K、T为三个可调节的部件,现用此电表测量一阻值约为20Ω~30Ω的定值电阻.
(1)测量的某些操作步骤如下:
①调节可调部件S使电表指针停在刻度盘左端的“0”位置;
②调节可调部件K,使它尖端指向Ω×1位置;
③将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔,笔尖相互接触,调节可调部件T,使电表指针指向表盘右端电阻刻度的“0”位置.
(2)在用多用电表测量另一电阻的阻值时,电表的读数如图所示,该电阻的阻值为2×104Ω.
【解析】(1)多用电表在使用前首先要进
行“机械调零”,即测量前先检查电表的指针是否停在刻度盘左端的“0”位置,若不在“0”位置,则调节表盘下中间部位的调零螺丝,即上图中的可调部件“S”,使指针停在刻度盘左端的“0”位置.测量电阻应将图中选择开关K旋至欧姆挡的适当挡位,我们已经知道,测量时欧姆表的指针在表盘中间部位时读数较为准确,由图可以看出,该欧姆表的表盘中值约为“20”,又待测电阻的阻值为20Ω~30Ω,所以应选Ω×1挡,这样测量时就可使指针指在中间部位了.
选好挡位后就要进行欧姆挡的调零,且每次换挡后都要重新进行调零.调零时将红、黑表笔接触,调节图中的“欧姆调零”旋钮T,使指针指在表盘右端电阻刻度的“0”位置.
(2)图中表针位置读数为“20”,注意到选择开关置于“Ω×1k”的倍率挡,所以所测电阻的阻值为20kΩ.
2.暗盒内部电路的分析
【例2】某暗盒内是若干定值电阻连接成的电路.从该电路中引出四个端钮1、1′、2、2′,如图(a)所示.
①当2-2′端短接,1-1′端加U1=9.0V电压时,测得I1=3.0A,I2=3.0A,方向如图(b)所示.
②当1-1′端短接,2-2′端加U2=3.0V电压时,测得I1′=1.0A,I2′=1.5A,方向如图(c)所示.
(1)在暗盒内画出能满足上述条件的最简单的电路并计算构成此电路的各电阻的阻值.
(2)当1-1′端接电动势E=7.0V,内阻r=1.0Ω的电源,而2-2′端接RL=6.0Ω的负载时,如图(d)所示,该负载获得的功率PL是多少?
【解析】(1)能满足题目条件的最简单的电路如图所示.
R1=Ω=3.0Ω
R2=Ω=6.0Ω
(2)如图所示.
I=A=1.0A
IL=I=0.5A
PL=IRL=0.52×6.0W=1.5W
【思维提升】在分析和解答黑箱问题时,其外观表现往往相同,所以不仅答案多种多样,而且在无条件限制时,还可能有多解.
【拓展2】“黑盒子”表面有a、b、c三个接线柱,盒内总共有两个电子元件,每两个接线柱之间只可能连接一个元件.为了探明盒内元件的种类及连接方式,某位同学用多用电表进行了如下探测:
第一步:用电压挡,对任意两接线柱正、反向测量,指针不发生偏转
第二步:用电阻×100挡,对任意两个接线柱正、反向测量,指针偏转情况如图1所示.
(1)第一步测量结果表明盒内不存在电源.
(2)图2示出了图1[1]和图1[2]中欧姆表指针所处的位置,其对应的阻值是1200Ω,图3示出了图1[3]中欧姆表指针所处的位置,其对应的阻值是500Ω.
(3)请在图4的接线柱间,用电路图符号画出盒内的元件及连接情况.
(4)一个小灯泡与3V电池组的连接情况如图5所示.如果把图5中e、f两端用导线直接相连,小灯泡仍可正常发光.欲将e、f两端分别与黑盒子上的两个接线柱相连,使小灯泡仍可发光.那么,e端应连接到c接线柱,f端应连接到a接线柱.
【解析】(1)不存在电源
(2)1200,500
(3)如右图所示.
(4)c,a
易错门诊
3.多用电表的规范使用
【例3】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、×1k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,他的正确做法是什么?
【错解】改用×10挡测量.
【错因】不理解欧姆表测量电阻的原理和操作规范.
【正解】用×100挡测量时指针偏转角太小,说明未知电阻的阻值太大,因此正确的做法是把选择开关扳到×1k挡位,再把两表笔短接,调节调零电阻,使指针指在电阻刻度的零刻度上,然后把两表笔分别与Rx的两端相接,方可读出较准确的示数.
【答案】把选择开关扳到×1k挡,重新调零再测量.
【思维提升】空置状态的欧姆表指针在“∞”位置,因此指针偏转角度太小.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要重新调零,这是值得注意的问题.
实验11练习使用多用电表
一、实验目的
1.了解多用电表的构造和原理,掌握多用电表的使用方法.
2.会用多用电表测电压、电流及电阻.
3.会用多用电表探索黑箱中的电学元件.
二、实验原理
(一)电流表与电压表的改装
1.改装方案
改装为电压表改装为大量程的电流表
原理串联电阻分压并联电阻分流
改装原理图
分压电阻或分流电阻U=Ig(Rg+R)
故R=UIg-Rg
IgRg=(I-Ig)R
故R=IgRgI-Ig
改装后电表内阻RV=Rg+RRgRA=RRgR+RgRg
2.校正
(1)电压表的校正电路如图1所示,电流表的校正电路如图2所示.
图1图2
(2)校正的过程是:先将滑动变阻器的滑动触头移到最左端,然后闭合开关,移动滑动触头,使改装后的电压表(电流表)示数从零逐渐增大到量程值,每移动一次记下改装的电压表(电流表)和标准电压表(标准电流表)示数,并计算满刻度时的百分误差,然后加以校正.
(二)欧姆表原理(多用电表测电阻原理)
1.构造:如图所示,欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成.
欧姆表内部:电流表、电池、调零电阻串联.
外部:接被测电阻Rx.
全电路电阻R总=Rg+R+r+Rx.
2.工作原理:闭合电路欧姆定律,I=ERg+R+r+Rx.
3.刻度的标定:红、黑表笔短接(被测电阻Rx=0)时,调节调零电阻R,使I=Ig,电流表的指针达到满偏,这一过程叫欧姆调零.
(1)当I=Ig时,Rx=0,在满偏电流Ig处标为“0”.(图甲)
(2)当I=0时,Rx→∞,在I=0处标为“∞”.(图乙)
(3)当I=Ig2时,Rx=Rg+R+r,此电阻值等于欧姆表的内阻值,Rx叫中值电阻.
(三)多用电表
1.外部构造(如图所示)
(1)转动选择开关可以使用多用电表测量电流、电压、电阻等.
(2)表盘的上部为表头,用来表示电流、电压和电阻的多种量程.
2.欧姆表原理
(1)内部电路简化如图所示.
(2)根据闭合电路欧姆定律:
①当红、黑表笔短接时,Ig=ERg+R+r;
②当被测电阻Rx接在红、黑表笔两端时,I=ERg+R+r+Rx;
③当I中=12Ig时,中值电阻R中=Rg+R+r.
(四)二极管的单向导电性
1.晶体二极管是由半导体材料制成的,它有两个极,即正极和负极,它的符号如图甲所示.
2.晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向).当给二极管加正向电压时,它的电阻很小,电路导通,如图乙所示;当给二极管加反向电压时,它的电阻很大,电路截止,如图丙所示.
3.将多用电表的选择开关拨到欧姆挡,红、黑表笔接到二极管的两极上,当黑表笔接“正”极,红表笔接“负”极时,电阻示数较小,反之电阻示数很大,由此可判断出二极管的正、负极.
三、实验器材
多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻(大、中、小)三个.
四、实验步骤
1.观察:观察多用电表的外形,认识选择开关的测量项目及量程.
2.机械调零: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,则可用小螺丝刀进行机械调零.
3.将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔.
4.测量小灯泡的电压和电流.
(1)按如图甲所示的电路图连好电路,将多用电表选择开关置于直流电压挡,测小灯泡两端的电压.
(2)按如图乙所示的电路图连好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小灯泡的电流.
5.测量定值电阻
(1)根据被测电阻的估计阻值,选择合适的挡位,把两表笔短接,观察指针是否指在欧姆表的“0”刻度,若不指在欧姆表的“0”刻度,调节欧姆调零旋钮,使指针指在欧姆表的“0”刻度处;
(2)将被测电阻接在两表笔之间,待指针稳定后读数;
(3)读出指针在刻度盘上所指的数值,用读数乘以所选挡位的倍率,即得测量结果;
(4)测量完毕,将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡.
五、注意事项
1.多用电表使用注意事项
(1)表内电源正极接黑表笔,负极接红表笔,但是红表笔插入“+”插孔,黑表笔插入“-”插孔,注意电流的实际方向应为“红入”,“黑出”.
(2)区分“机械零点”与“欧姆零点”.机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置,调整的是表盘下边中间的指针定位螺丝;欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置,调整的是欧姆调零旋钮.
(3)由于欧姆挡表盘难以估读,测量结果只需取两位有效数字,读数时注意乘以相应挡位的倍率.
(4)使用多用电表时,手不能接触表笔的金属杆,特别是在测电阻时,更应注意不要用手接触表笔的金属杆.
(5)测量电阻时待测电阻要与其他元件和电源断开,否则不但影响测量结果,甚至可能损坏电表.
(6)测电阻时每换一挡必须重新欧姆调零.
(7)使用完毕,选择开关要置于交流电压最高挡或“OFF”挡.长期不用,应把表内电池取出.
(20xx遵义模拟)(1)用如图所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关K和两个部件S、T.请根据下列步骤完成电阻测量:
①旋动部件________,使指针对准电流的“0”刻线.
②将K旋转到电阻挡“×100”的位置.
③将插入“+”、“-”插孔的表笔短接,旋动部件____________.
使指针对准电阻的________(填“0刻线”或“∞刻线”).
④将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏转角度过小,为了得到此较准确的待测量结果,请从下列选项中挑出合理的步骤.并按________的顺序进行操作,再完成读数测量.
A.将K旋转到电阻挡“×1k”的位置
B.将K旋转到电阻挡“×10”的位置
C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D.将两表笔短接,旋动合适部件,对电表进行校准
(2)如图所示,为多用电表的表盘,测电阻时,若用的是“×100”挡,这时指针所示被测电阻的阻值应为________Ω;测直流电流时,用的是100mA的量程,指针所示电流值为________mA;测直流电压时,用的是50V量程,则指针所示的电压值为________V.
解析:(1)①电表使用前要调节调零旋钮,使指针指在0刻线位置,故调节S旋钮;
③欧姆表测量前要进行欧姆调零,故调节T旋钮使指针指向电阻0刻线;
④指针偏转度过小,说明电阻偏大,故需选择较大的倍率;每次换挡要重新调零然后测量电阻,故步骤为ADC;
(2)欧姆表读数=刻度盘读数×倍率=16×100Ω=1600Ω;选用量程为100mA的电流挡,读数选取中间刻度第二排,读数为:48mA,选用量程为50V的电压挡,读数选取中间刻度第二排,读数为:24.0V.
答案:(1)①S③T0刻线④ADC
(2)16004824.0
1.欧姆表刻度盘不同于电压、电流表刻度盘
(1)左∞右0:电阻无限大与电流、电压零刻度重合,电阻零与电流、电压最大刻度重合.
(2)刻度不均匀:左密右疏.
(3)欧姆挡是倍率挡,即读出的示数应再乘以该挡的倍率.电流、电压挡是量程范围挡.
在不知道待测电阻的估计值时,应先从小倍率开始,熟记“小倍率小角度偏,大倍率大角度偏”(因为欧姆挡的刻度盘上越靠左读数越大,且测量前指针指在左侧“∞”处).
2.读数技巧
(1)欧姆表的读数
①为了减小读数误差,指针应指在表盘13到23的部分,即中央刻度附近.
②指针示数的读数一般取两位有效数字.
③电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积.
(2)测电压、电流时的读数,要注意其量程,根据量程确定精确度,精确度是1、0.1、0.01时要估读到下一位,精确度是2、0.02、5、0.5时,不用估读到下一位.
一、多用电表对电路故障的检测
1.断路故障的检测方法
(1)用直流电压挡:
a.将电压表与电源并联,若电压表示数不为零,说明电源良好,若电压表示数为零,说明电源损坏.
b.在电源完好时,再将电压表与外电路的各部分电路并联.若电压表示数等于电源电动势,则说明该部分电路中有断点.
(2)用直流电流挡:
将电流表串联在电路中,若电流表的示数为零,则说明与电流表串联的部分电路断路.
(3)用欧姆挡检测
将各元件与电源断开,然后接到红、黑表笔间,若有阻值(或有电流)说明元件完好,若电阻无穷大(或无电流)说明此元件断路.
2.短路故障的检测方法
(1)将电压表与电源并联,若电压表示数为零,说明电源被短路;若电压表示数不为零,则外电路的部分电路不被短路或不完全被短路.
(2)用电流表检测,若串联在电路中的电流表示数不为零,故障应是短路.
二、误差分析
1.偶然误差
(1)估读时易带来误差.
(2)表头指针偏转过大或过小都会使误差增大.
2.系统误差
(1)电池用旧后,电动势会减小,内阻会变大,致使电阻测量值偏大,要及时更换电池.
(2)测电流、电压时,由于电表内阻的影响,测得的电流、电压值均小于真实值.
(20xx课标全国卷Ⅰ)某学生实验小组利用图甲所示电路,测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1k”挡内部电路的总电阻.使用的器材有:
多用电表;
电压表:量程5V,内阻十几千欧;滑动变阻器:最大阻值5kΩ;导线若干.
回答下列问题:
(1)将多用电表挡位调到电阻“×1k”挡,再将红表笔和黑表笔________,调零点.
(2)将图甲中多用电表的红表笔和________(选填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端.
(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置,使多用电表的示数如图乙所示,这时电压表的示数如图丙所示.多用电表和电压表的读数分别为________kΩ和________V.
丙
(4)调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零.此时多用电表和电压表的读数分别为12kΩ和4.00V.从测量数据可知,电压表的内阻为________kΩ.
(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路,如图丁所示.根据前面的实验数据计算可得,此多用电表内电池的电动势为________V,电阻“×1k”挡内部电路的总电阻为________kΩ.
解析:(1)使用多用电表测电阻前,应首先将红、黑表笔短接进行欧姆调零;
(2)多用电表电流为“红进黑出”,题图甲中外电路电流由2到1,所以红表笔应连1端.
(3)多用电表挡位为×1k,指针指15,则R=15×1kΩ=15.0kΩ,由题图丙知电压表读数为3.60V.
(4)当滑动变阻器连入电路的阻值为零时,多用电表所测电阻为外电路电阻,即电压表内阻,所以电压表内阻为12.0kΩ.
(5)15.0kΩ为多用电表电阻挡的中值电阻,中值电阻阻值即内电路阻值,所以电阻“×1k”挡内部电路的总电阻为15.0kΩ,设内电路电池电动势为E,则当电压表示数为4.00V时,E15+12=412,解得:E=9.00V.
答案:(1)短接(2)1(3)15.03.60(4)12.0(5)9.0015.0
高三物理《练习使用多用电表》考后题型解析
实验11练习使用多用电表
1.欧姆表原理(多用电表测电阻原理)
(1)构造:如图1所示,欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成.
图1
欧姆表内部:电流表、电池、调零电阻串联.
外部:接被测电阻Rx.
全电路电阻R总=Rg+R+r+Rx.
(2)工作原理:闭合电路欧姆定律I=.
(3)刻度的标定:红、黑表笔短接(被测电阻Rx=0)时,调节调零电阻R,使I=Ig,电流表的指针达到满偏,这一过程叫欧姆调零.
①当I=Ig时,Rx=0,在满偏电流Ig处标为“0”.(图甲)
②当I=0时,Rx→∞,在I=0处标为“∞”.(图乙)
③当I=时,Rx=Rg+R+r,此电阻值等于欧姆表的内阻值,Rx叫中值电阻.
2.多用电表
(1)多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等,并且每一种测量都有几个量程.
(2)外形如图2所示:上半部为表盘,表盘上有电流、电压、电阻等多种量程的刻度;下半部为选择开关,它的四周刻有各种测量项目和量程.
图2
(3)多用电表面板上还有:欧姆表的欧姆调零旋钮(使电表指针指在右端零欧姆处)、指针定位螺丝(使电表指针指在左端的“0”位置)、表笔的正、负插孔(红表笔插入“+”插孔,黑表笔插入“-”插孔).
3.二极管的单向导电性
(1)晶体二极管是由半导体材料制成的,它有两个极,即正极和负极,它的符号如图3甲所示.
甲乙丙
图3
(2)晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向).当给二极管加正向电压时,它的电阻很小,电路导通,如图乙所示;当给二极管加反向电压时,它的电阻很大,电路截止,如图丙所示.
(3)将多用电表的选择开关拨到欧姆挡,红、黑表笔接到二极管的两极上,当黑表笔接“正”极,红表笔接“负”极时,电阻示数较小,反之电阻示数很大,由此可判断出二极管的正、负极.
1.实验器材
多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻(大、中、小)三个.
2.实验步骤
(1)观察:观察多用电表的外形,认识选择开关的测量项目及量程.
(2)机械调零: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,则可用小螺丝刀进行机械调零.
(3)将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔.
(4)测量小灯泡的电压和电流.
①按如图4甲所示的电路图连好电路,将多用电表选择开关置于直流电压挡,测小灯泡两端的电压.
甲乙
图4
②按如图乙所示的电路图连好电路,将选择开关置于直流电流挡,测量通过小灯泡的电流.
(5)测量定值电阻
①根据被测电阻的估计阻值,选择合适的挡位,把两表笔短接,观察指针是否指在欧姆表的“0”刻度,若不指在欧姆表的“0”刻度,调节欧姆调零旋钮,使指针指在欧姆表的“0”刻度处;
②将被测电阻接在两表笔之间,待指针稳定后读数;
③读出指针在刻度盘上所指的数值,用读数乘以所选挡位的倍率,即得测量结果;
④测量完毕,将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡.
1.多用电表使用注意事项
(1)表内电源正极接黑表笔,负极接红表笔,但是红表笔插入“+”插孔,黑表笔插入“-”插孔,注意电流的实际方向应为“红入”,“黑出”.
(2)区分“机械零点”与“欧姆零点”.机械零点是表盘刻度左侧的“0”位置,调整的是表盘下边中间的指针定位螺丝;欧姆零点是指刻度盘右侧的“0”位置,调整的是欧姆调零旋钮.
(3)由于欧姆挡表盘难以估读,测量结果只需取两位有效数字,读数时注意乘以相应挡位的倍率.
(4)使用多用电表时,手不能接触表笔的金属杆,特别是在测电阻时,更应注意不要用手接触表笔的金属杆.
(5)测量电阻时,待测电阻要与其他元件和电源断开,否则不但影响测量结果,甚至可能损坏电表.
(6)测电阻时,每换一挡必须重新欧姆调零.
(7)使用完毕,选择开关要置于交流电压最高挡或“OFF”挡.长期不用,应把表内电池取出.
2多用电表对电路故障的检测
(1)断路故障的检测方法
①将多用电表拨到直流电压挡作为电压表使用.
a.将电压表与电源并联,若电压表示数不为零,说明电源良好,若电压表示数为零,说明电源损坏.
b.在电源完好时,再将电压表与外电路的各部分电路并联.若电压表示数等于电源电动势,则说明该部分电路中有断点.
②将多用电表拨到直流电流挡作为电流表使用,将电流表串联在电路中,若电流表的示数为零,则说明与电流表串联的部分电路断路.
③用欧姆挡检测
将各元件与电源断开,然后接到红、黑表笔间,若有阻值(或有电流)说明元件完好,若电阻无穷大(或无电流)说明此元件断路.
不能用欧姆表检测电源的情况.
(2)短路故障的检测方法
①将电压表与电源并联,若电压表示数为零,说明电源被短路;若电压表示数不为零,则外电路的部分电路不被短路或不完全被短路.
②用电流表检测,若串联在电路中的电流表示数不为零,故障应是短路.
1.[多用电表的原理及使用]关于多用电表中的欧姆表,下列说法中正确的是()
A.欧姆表是由电压表和电流表组合而工作的
B.欧姆表是根据闭合电路欧姆定律工作的
C.被测电阻越大,欧姆表的指针偏转角度也越大
D.与电流表和电压表一样,欧姆表的电阻刻度是均匀的
B[欧姆表是根据闭合电路的欧姆定律测量电阻的,选项A错误,B正确;当Rx趋向于∞时,I=0,则指针在最左端,同一挡测电阻时阻值越大偏角越小,选项C错误;虽然任何欧姆表的测量范围都是从0→∞,但越向左刻度越密,选项D错误.]
2.[多用电表读数及检查电路故障]某实验小组在“练习使用多用电表”实验中:
(1)用多用电表测量某一电学元件,多用电表的选择开关旋至如图5甲所示.操作正确,表盘指针如图乙所示,则该电学元件阻值为________Ω.
甲
乙
图5
(2)该电学元件可能是()
A.一个阻值未知的电阻
B.“220V15W”的白炽灯
C.“220V100W”的白炽灯
【答案】(1)3000(2)A
一位优秀的教师不打无准备之仗,会提前做好准备,作为高中教师就要好好准备好一份教案课件。教案可以让学生能够在课堂积极的参与互动,帮助高中教师能够井然有序的进行教学。所以你在写高中教案时要注意些什么呢?以下是小编为大家收集的“2.8多用电表”供大家借鉴和使用,希望大家分享!
高中物理课堂教学教案
2.8多用电表
年月日
课题
§2.8多用电表
课型
新授课
教学目标
(一)知识与技能
理解并掌握欧姆表和多用电表的制作原理。(二)过程与方法
动手操作,学会用多用电表测量小灯泡的电压、电流、及二极管的正、反向电阻。(三)情感、态度与价值观
培养学生探索、发现,勇于创新的精神。教学重点、难点
重点欧姆表和多用电表的制作原理。难点
理解欧姆表和多用电表的制作原理。
教学方法
探究、讲授、讨论、练习
教学手段
投影仪、多用电表(指针式、数字式)、小灯泡、电池、电键、导线(若干)、二极管教学活动(一)引入新课
教师:我们已经学习过把电流表改装成电压表和量程较大的电流表的原理,下面请同学们画出改装的原理图。
学生:在练习本上画出改装的原理图。学生代表到黑板上画。
师生互动:对学生画的改装原理图进行点评。教师:能否将电流表改装成测量电阻的欧姆表呢?下面我们就来探究这方面的问题。(二)进行新课
1、欧姆表
教师活动:(投影)教材例题1:教师引导学生分析、求解,对求解结果进行总结、点评。
教师:通过以上计算同学们有何启发?如何将电流表转换成直接测量电阻的仪表?谈谈你的设想。学生讨论,代表发言:将电流表的“10mA”刻度线标为“0Ω”,“5mA”刻度线标为“150Ω”,其它电流刻度按的规律转为电阻的标度,这样,电流表就改装成了直接测电阻的仪器。教师(总结):(投影)教材图2.8-2(如图所示)。这就是一个最简单的欧姆表的电路原理图。实际的欧姆表就是在这个原理的基础上制成的。
2、多用电表
教师:将电压表、电流表、欧姆表组合在一起就成了多用电表。(投影)教材图2.8-3和2.8-4(如图所示)。图2.8-3分别表示电流表、欧姆表、电压表的电路示意图。把它们组合在一起,在图2.8-4的基础上画出最简单得多用电表的电路,并说明转换测量功能。学生讨论,画电路图。教师:(投影)教材图2.8-5(如图所示)。
说出那些位置是电流挡、那些位置是电压挡、那些位置是欧姆挡?哪些位置的量程比较大?学生讨论、代表发言。师生互动、点评。教师:教师:(投影)教材图2.8-6和2.8-7(如图所示)。向学生介绍指针式多用电表和数字式多用电表的外形和各部分结构。[实验]练习使用多用电表
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;测电压(4)将选择开关置于直流电压2.5V挡,测1.5V干电池的电压;(5)将选择开关置于交流电压250V挡,测220V的交流电压;测电流(6)将选择开关置于直流电流10mA挡,测量1.5V干电池与200Ω电阻串联回路的电流;测电阻(7)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。(8)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。(9)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。测二极管的正、反向电阻(10)首先弄清两个问题:①二极管的单向导电性。如图2.8-10:电流从正极流入电阻较小,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。
(11)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,(如图2.8-11)读出欧姆表指示的电阻数值。乘以倍率,记下正向阻值。
(12)测反向电阻:将选择开关置于欧姆表的“×1000”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(如图2.8-12),读出欧姆表指示的电阻数值。乘以倍率,记下反向阻值。(13)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。【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)换用欧姆档的量程时,一定要重新调整欧姆零点;(6)要用欧姆档读数时,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。思考与讨论:(投影)教材图2.8-13。两位同学在多用电表用完后,把选择开关放在图示的位置,你认为谁的习惯比较好?
(三)课堂总结、点评
教师活动:让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结,其他同学在笔记本上总结,然后请同学评价黑板上的小结内容。学生活动:认真总结概括本节内容,并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结,看谁的更好,好在什么地方。点评:总结课堂内容,培养学生概括总结能力。教师要放开,让学生自己总结所学内容,允许内容的顺序不同,从而构建他们自己的知识框架。(四)实例探究
☆欧姆表的使用
【例1】某人用多用电表按正确步骤测量一电阻的阻值,当选择欧姆挡“×1”挡测量时,指针指示位置如下图所示,则其电阻值是__________。如果要用这只多用电表测量一个约200欧的电阻,为了使测量比较精确,选择开关应选的欧姆挡是_________。改变挡位调整倍率后,要特别注意重新____________________。
答案:12Ω,“×10挡”,调整欧姆零点【例2】调整欧姆零点后,用“×10”挡测量一个电阻的阻值,发现表针偏转角度极小,那么正确的判断和做法是A.这个电阻值很小B.这个电阻值很大C.为了把电阻值测得更准确些,应换用“×1”挡,重新调整欧姆零点后测量。D.为了把电阻值测得更准确些,应换用“×100”挡,重新调整欧姆零点后测量。答案:BD☆欧姆表的测量原理【例3】如图所示为多用电表欧姆挡的原理示意图。其中,电流表的满偏电流为300μA,内阻rg=100Ω,调零电阻最大值R=50kΩ,串联的定值电阻R0=50Ω,电池电动势E=1.5V。用它测量电阻Rx,能准确测量的阻值范围是
A.30~80kΩB.3~8kΩC.300~800ΩD.30~80Ω解析:用欧姆当测量电阻时,指针指在表盘中央附近时测量结果比较准确。当电流最大时,由
,其中为欧姆表的内阻。得
用它测量电阻Rx时,当指针指在表盘中央时
得
故能准确测量的阻值范围是5kΩ附近。选项B正确。☆用多用电表测电流
【例4】用多用电表测量如图所示的电路中通过灯泡的电流时,首先把选择开关拨到_______挡,然后把多用电表联在电路中,则电流应从表笔流入,从表笔流出。答案:直流电流,串,红,黑
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完成P70“问题与练习”。
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文章来源:http://m.jab88.com/j/74672.html
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