高三物理人教版选修3-1课件：第2章第九节《实验：测定电池的电动势和内阻》

欢迎进入物理课堂 第八节多用电表的原理第九节实验 练习使用多用电表 课标定位学习目标 1 理解并掌握欧姆表和多用电表的制作原理 2 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 重点难点 欧姆表和多用电表的制作原理 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 第九节实验 练习使用多用电表 课前自主学案 课前自主学案 一 欧姆表1 欧姆表是由 改装而成 它内部主要有 2 欧姆表内部电路如图2 8 1所示 已知电流表内阻Rg 1 当A B间电阻R 0时 调节R1使电流表恰好指针满偏 将此时指针所指的刻度线标为 由闭合电路欧姆定律知Ig 图2 8 1 电流表 电源 电阻 电流表 0 R1 Rg r R中 0 欧姆 二 多用电表如图2 8 2是一种多用电表外形图 表的上半部分为表盘 下半部分是选择开关 周围标有测量功能的区域及量程 将选择开关旋转到电流挡 多用电表内的电流表电路就被接通 选择开关旋转到电压挡或电阻挡 表内的电压表电路或欧姆表电路就被接通 在不使用时 应把选择开关旋到 挡或交流电压最高挡 OFF 图2 8 2 三 练习使用多用电表1 测电压 1 选择直流电压挡合适的 2 将电表与被测电路 并要注意电表的极性 2 测电流 1 选择直流电流挡合适的量程 2 将被测电路导线卸开一端 把多用表 联在电路中 3 读数时 首先要认清刻度盘上的 量程 并联 串 最小分度 3 测电阻 1 要将选择开关扳到 挡上 此时红表笔连接表内电源的 极 黑表笔连接表内电源的 极 选好量程后 先 然后测量 测量完毕 应把选择开关旋转到 挡 2 用多用电表测电压测电流及测电阻时 电流都是从 表笔流入电表 从 表笔流出电表 欧姆 负 正 调零 OFF 红 黑 4 二极管的特点及其电阻测量 1 特点 如图2 8 3所示 它由 材料制成 有两个电极 电流从 极流入时电阻较小 从 极流入时电阻较大 即二极管具有单向导电性 半导体 正 负 图2 8 3 2 电阻测量 正向电阻 反向电阻 可用多用电表判断它的 或区分它的 测正向电阻 选低倍率欧姆挡 调整欧姆零点之后将黑表笔接触二极管 极 红表笔接触二极管 极 读数乘以倍率即为正向电阻 测反向电阻方法与测正向电阻类似 但应选择高倍率的欧姆挡 较小 很大 极性 好坏 正 负 核心要点突破 一 欧姆表测电阻的原理1 原理 如图2 8 4所示 图2 8 4 二 多用电表测电阻的方法1 使用多用电表测电阻的步骤 1 机械调零 使用前若表针没有停在左端 0 位置 要用螺丝刀转动调零定位螺丝 使指针指零 2 选挡 估计待测电阻的大小 旋转选择开关 使其尖端对准欧姆挡的合适挡位 3 欧姆调零 将红 黑表笔短接 调整调零电阻旋钮 使指针指在表盘右端 0 刻度处 4 测量读数 将两表笔分别与待测电阻的两端接触 表针示数乘以量程倍率即为待测电阻阻值 5 测另一电阻时重复 2 3 4 6 实验完毕 应将选择开关置于 OFF 挡或交流电压最高挡 2 测电阻时应注意的问题 1 选挡后要进行欧姆调零 2 换挡后要重新欧姆调零 3 被测电阻要与电源 其他元件分离 不能用手接触表笔的金属杆 4 被测电阻阻值等于指针示数乘以倍率 5 使用后 要将两表笔从插孔中拔出 并将选择开关旋至 OFF 挡或交流电压最高挡 6 若长期不用 应把电池取出 三 用多用电表判断电路故障电路故障一般是短路或断路 常见的情况有导线断芯 灯泡断丝 灯座短路 电阻器内部断路 或接头处接触不良等 检查故障的方法有 1 电压表检测 如果电压表读数为零 说明电压表上无电流通过 可能在并联路段之外有断路 或并联路段内有短路 如果电压表有示数 说明电压表上有电流通过 则在并联电路之外无断路或并联路段内无短路 2 假设法 已知电路发生某种故障 寻求故障在何处时 可将整个电路划分为若干部分 然后逐一假设某部分电路发生故障 运用电路知识进行正向推理 推理结果若与题述现象不符合 则故障不在该部分电路 若结果与题述现象符合 则故障可能发生在这部分电路 这样逐一排除 直到找到发生故障的全部可能为止 课堂互动讲练 如图2 8 5所示为欧姆表的原理示意图 其中 电流表的满偏电流为300 A 内阻rg 100 调零电阻最大值R 50k 串联的定值电阻R0 50 电池电动势E 1 5V 当电流是满偏电流的二分之一时 用它测得电阻Rx是多少 图2 8 5 思路点拨 解答本题时应把握以下两点 1 用欧姆表测电阻时 待测电阻Rx与内部电路组成串联电路 2 正确应用闭合电路的欧姆定律 答案 5000 规律总结 1 欧姆表原理是全电路欧姆定律 因此有关计算 要依据欧姆定律 2 表针偏转角度与电流成正比 本题易错解为 R中 R内 R0 R r内 50 15k 一定要注意在短接两表笔调零时 调零电阻并没有全部接入电路中 答案 2 5k 22 5k 有一可供使用的多用电表 S为选择开关 Q为欧姆挡调零旋钮 现在要用它检测两个电阻的阻值 已知阻值分别为R1约为20 R2约为30k 下面提出了在测量过程中一系列可能的操作 请你选出能尽可能准确地测定各阻值和符合多用电表安全使用规则的各项操作 并且将它们按合理顺序填写在后面的横线上的空白处 图2 8 6为欧姆挡表盘刻度的示意图 图2 8 6 A 旋动S使其尖端对准欧姆挡 1k B 旋动S使其尖端对准欧姆挡 100 C 旋动S使其尖端对准欧姆挡 10 D 旋动S使其尖端对准欧姆挡 1 E 旋动S使其尖端对准 1000 F 将两表笔分别接到R1的两端 读出R1的阻值 随后即断开 G 将两表笔分别接到R2的两端 读出R2的阻值 随后即断开 H 两表笔短接 调节Q使表针对准欧姆挡刻度盘上的0 随后即断开 所选操作及其顺序为 用字母代号填空 操作步骤可以重复选用 思路点拨 应用多用电表测电阻虽然方便 但是如果操作不当 也会出现明显的测量误差 本题中两个被测电阻差别很大 测量的关键是分别选择合适的倍率 并按照正确的测量步骤进行 精讲精析 多用电表测量电阻时 量程的选择以指针中央附近时读数较准确 由表盘中值示数约15 可知 测约为20 的R1的电阻时 只能选 1 挡 测约为30k 的R2时 应选择 1k 挡 并且在每次选定量程后 都必须将两表笔短接 进行欧姆挡调零 所以题目中所给操作H需要重复选用 在测量过程中对R1与R2测量的先后没有什么限制 但测量完毕后 选择开关必须旋离欧姆挡 拨到交流电压 最高挡或 OFF 处 所以合理的操作及顺序为AHGDHFE或DHFAHGE 答案 AHGDHFE或DHFAHGE 方法总结 使用欧姆表测电阻时若不知道待测电阻的阻值 可以选择任意一个挡位 看指针的偏角 若偏角太小换用大倍率的挡位 若偏角太大换用小倍率的挡位 变式训练2 2011年益阳高二检测 用欧姆表测同一定值电阻的阻值时 分别用 1 10 100三个挡测量三次 指针所指位置如图2 8 7中的 所示 为了提高测量的准确度应选择的是 挡 被测电阻值约为 答案 10200 图2 8 7 一多用电表的工作状态如图2 8 8所示 则此时的测量值为 如果选择开关打在底部250挡 则此时的测量值为 指在底部10挡的测量值应该是 选择开关指在左侧100挡处测量值应为 如果指在左侧10挡处应该为 在测量电阻时 要想使指针向左侧偏转一些 应该把选择开关换选 的挡位 填 更大 或 更小 而在换挡之后重新测量之前要重新进行 图2 8 8 思路点拨 解答本题时应把握以下三点 1 用欧姆表测电阻时 用刻度数乘以倍率 2 选择开关指在底部时测的是直流电压 且量程分别为250V 10V 3 选择开关指在左侧时测的是直流电流 且量程分别为100mA 10mA 精讲精析 图中选择开关指在欧姆表 1挡 仔细观察指针指的刻度附近可以知道 两个刻度表示1 可以读的示数为4 电阻值为4 1 4 当选择开关指在底部250挡时测的是直流电压 且量程为250V 应该读中间均匀刻度线 可选0 250这组数值来读 读得电压为200V 选择开关指在底部10挡时测的也是直流电压 且量程为10V 可选0 10这组数值来读 读得电压为8V 选择开关指在左侧100挡时测的是直流电流 且量程为100mA 也应读中间均匀刻度线 可选0 10这组数值来读 读得电流为8mA 10 80mA 选择开关在左侧10挡时测的是直流电流 且量程为10mA 可选0 10这组数值来读 读得电流为8mA 在测量电阻时 要想使指针向左侧偏转一些 即使电阻在盘上的指示值大一些 应该把选择开关换选更小的挡位 而在换挡之后重新测量之前要重新进行电阻调零 答案 4 200V8V80mA8mA更小电阻调零 规律总结 应用多用电表测电压 电流 电阻读数时 一定要注意观察刻度盘上刻度线的特点 测电压 电流时用中间均匀该度线 测电阻时用从0到 的非均匀刻度线 如图2 8 9所示的盒子内有电路元件三个 它们可能是干电池 晶体二极管 电容器 定值电阻 盒外有三个接线柱与盒内电路相连 用多用电表测量各接线柱情况如下 用直流电压表负接线柱接A 测得UBA UCA 1 5V 用直流电压表负接线柱接B 测得UAB UCB 0 图2 8 9 1 由于可能有干电池 因不知正负极 所以测量电压前要试触 这时应该用电压表较 的量程 2 的测量结果说明与电压表并联的元件里 填 有 或 无 电流流过 3 试画出盒内可能的简要电路图 思路点拨 先根据各元件的特性判断元件的种类 再根据测量过程中的现象分析电路的连接方式 精讲精析 1 电压表量程越大内阻就越大 流过的电流就越小 所以用较大的量程 2 的测量结果说明与电压表并联的元件两端无电压 与电压表并联的元件里也就无电流 3 的测量结果说明盒内有一节干电池 且干电池的负极与A相连 正极要么与B或C直接相连要么通过电阻相连 的测量结果说明干电池不在AB以及BC之间 且盒内没有构成闭合回路 所以要么是晶体二极管反向接入要么是有电容器将电路隔断 由以上分析可得电路图如图2 8 10所示 图2 8 10 答案 见精讲精析 规律总结 求解此类黑箱问题时 1 在不明确黑箱内是否有电源时 应首先用多用电表的电压挡 进行检测 2 明确元器件的特点 即电阻无极性 二极管有极性 正向电阻很小 反向电阻很大 3 明确选用多用电表的欧姆挡测量时 表内电源接入电路 红表笔与表内电源的负极相连 而黑表笔与表内电源的正极相连 故红表笔的电势低 而黑表笔的电势高 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全