2019-2020年高中物理教科版选修3-1：第二章 直流电路 学案10.DOC

2019-2020年高中物理教科版选修3-1：第二章 直流电路 学案10学习目标定位 1.了解欧姆表的原理，了解欧姆表的表盘刻度等问题，并学会使用欧姆表.2.了解多用电表的构造及制作原理.3.动手操作，学会用多用电表测量电压、电流及二极管的正、反向电阻一、认识多用电表1欧姆表内部构造：由表头、电池和可变电阻三部分组成2.欧姆表的测量原理：如图1所示 ，当红、黑表笔间接入待测电阻R时，通过表头的电流为I时，待测阻值R(rRgR0)，由于待测电阻的数值与电流表的示数是一一对应的，只要把表头的刻度盘改刻成相应电阻的数值，该装置就成为直接读出电阻值的欧姆表了图13将电流表、电压表和欧姆表共同使用一个表头，就成为多用电表，也称万用表4作为电流表使用时，表头并联有分流电阻5作为电压表使用时，表头串联有分压电阻6作为欧姆表使用时，表头串联了电池和调零电阻7外形结构：上半部是表头，表头的下部有一个定位螺丝，使用前，应先检查指针是否指在左边“0”刻度处；下半部的中心部位是选择开关二、练习使用多用电表1用多用电表测量电流和电压：接入多用电表时要注意电流从红表笔进入电表；从黑表笔流出电表，读数时要注意所选择的量程2用多用电表测量电阻：(1)先把选择开关旋到电阻挡的适当倍率处；(2)把两支表笔相互接触，调整电阻挡调零旋钮，使指针指在电阻挡的“0”刻度线处；(3)再把待测电阻(待测电阻不能与其他电源或其他电阻连接)的两端分别与两支表笔接触，读出指针的示数再乘以相应的倍率，即为所测电阻阻值3用多用电表判断二极管的正负极：(1)选择电阻挡的适当量程，让两支表笔分别接触二极管的两根引线；(2)变换两表笔位置再次与二极管的两根引线接触；(3)电阻较小时接触黑表笔的一端是正极，另一端是负极一、欧姆表问题设计1电压表、大量程电流表都是由电流表改装的，那么我们如何把电流表改装成测量电阻的欧姆表？画出原理图答案可以用如图所示的电路将电流表改装成欧姆表2当红、黑表笔短接时(如图2所示)，调节R的阻值，使指针指到满刻度，此时红、黑表笔之间电阻为多大？当红、黑表笔不接触时(如图3所示)，指针不偏转，即指向电流表的零点此时，红、黑表笔之间电阻为多大？ 图2 图3答案零无穷大3当在红、黑表笔间接入某一电阻Rx，指针恰好指在刻度盘的中间位置，此时Rx与欧姆表内阻有什么关系？答案阻值相等要点提炼1当红、黑表笔断开时，电流表中电流为零，此时表笔间电阻无穷大，所以在表盘上电流零处标电阻“”；当红、黑表笔短接时，调节欧姆调零电阻，使电流表指针满偏，此时表笔间电阻为零，所以在电流满偏处标电阻“0”2I与Rx不成比例，欧姆表的刻度不均匀3欧姆表偏角越大，表明被测电阻越小4中值电阻：当外加电阻RxrRgR0时，电流为IIg，此时电流表指针指在刻度盘的中央，该电阻叫中值电阻二、多用电表问题设计图4分别表示电流表、欧姆表、电压表的电路示意图，试把它们组合在一起，在图5的基础上画出最简单的多用电表的电路图4图5答案要点提炼1电流表的改装原理：由同一表头并联(“串联”或“并联”)不同电阻改装而成的量程不同的电流表2电压表的改装原理：由同一表头串联(“串联”或“并联”)不同电阻改装而成的量程不同的电压表3欧姆表的改装原理：将对应Rx的电流刻度值改为电阻值即为欧姆表4电流进、出电表的流向：(1)电流档串联接入电路，电流从红表笔流进电表，从黑表笔流出；(2)电压档并联接入电路，红表笔接高电势点，黑表笔接低电势点，电流仍然是“红进、黑出”；(3)使用欧姆挡时，红表笔连接表内电源的负极，黑表笔连接表内电源的正极电流仍然是“红进、黑出”三、使用多用电表的注意事项1电流都是从红表笔流入，从黑表笔流出2电压、电流的读数要看清选择开关所选择的量程，搞清楚每一小格表示多少，及应读到的有效数字位数3测电阻时注意：(1)测电阻必须把待测电阻隔离(2)两个调零过程，切记换挡需进行欧姆调零(3)读数时应乘以相应的倍率(4)合理选择量程，使指针尽可能指在中值附近(5)欧姆表的表盘刻度不均，一般不估读(6)电池用旧后，内电阻会变大，要及时换电池4实验完毕，将表笔从插孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或旋至交流电压的最大量程处若长期不用，应将多用电表内的电池取出一、欧姆表测电阻的原理例1若某欧姆表表头的满偏电流为5 mA，内装一节干电池，电动势为1.5 V，那么该欧姆表的内阻为_ ，待测电阻接入红、黑两表笔之间时，指针指在刻度盘的中央，则待测电阻的阻值为_ ，若指针指在满刻度的处，则待测电阻的阻值为_ .答案300300100二、多用电表的使用和读数例2为确定某电子元件的电气特性，做如下测量(1)用多用表测量该元件的电阻，选用“100”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转过大，因此需选择_倍率的电阻挡(填：“10”或“1k”)，并_再进行测量，多用表的示数如图6所示，测量结果为_.图6(2)将待测元件(额定电压9 V)、蓄电池、滑动变阻器、电流表、多用表、电键及若干导线连接成电路如图7所示添加连线，使电路能测量该元件完整的伏安特性图7本实验中使用多用表测电压，多用表的选择开关应调到_挡(填：“直流电压10 V”或“直流电压50 V”)解析(1)用多用表测量该元件的电阻，选用“100”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转过大，说明电阻较小，因此需选择10倍率的电阻挡，并欧姆调零后再进行测量，多用表的示数如题图所示，测量结果为70 .(2) 要测量该元件完整的伏安特性，必须连接成分压电路本实验中使用多用表测电压，多用表的选择开关应调到直流电压10 V挡答案(1)10欧姆调零70(2)电路如图所示直流电压10 V如图8所示为多用电表的示意图，试回答下列问题：图8(1)当选择开关位置旋至“mA”挡中的“10”挡位时，则测量的是_(2)当选择开关位置旋至“V”挡中的“50”挡位时，则测量的是_(3)当选择开关位置旋至“”挡中的“100”挡位时，则测量的电阻大小等于_(4)当选择开关位置旋至“”挡中的“100”挡位时，正确操作后发现指针的偏转角很小，那么正确的操作步骤依次是：_，_，_.(5)无论用多用电表进行何种(直流)操作测量，电流都应该是从_表笔经_插孔流入电表答案(1)量程为010 mA的直流电流(2)量程为050 V的直流电压(3)读数100 (4)换挡位“1 k”将表笔短接重新进行调零将电阻与其他元件断开后进行测量(5)红“”解析当多用电表的选择开关置于相应的物理量区域时，多用电表就可以测量该量，开关所指的数值就是所测量的量程，需要注意的是：由于测电阻的原理和测电流、电压的原理不同，当选择开关在测电阻区域时，对应的数值是倍率，而不是量程当然，倍率越大，测量的电阻也就越大；倍率越小，测量的电阻就越小由于测电阻是应用闭合电路的欧姆定律，每次换挡位时，都会改变闭合电路的阻值，因此换挡位后必须进行欧姆调零多用电表在测量时，红表笔要插入“”插孔，黑表笔要插入“”插孔，这样，在测量电路中，电流应从红表笔流入题组一多用电表的原理1以下是欧姆表原理的电路示意图，正确的是()答案C解析选项B的欧姆表中没有可调电阻，B错；选项D电流表的负极接到了电源的正极，D错；红表笔应接电源的负极，黑表笔应接电源的正极，A错，C对2用欧姆表测一个电阻的阻值R，选择旋钮置于“10”挡，测量时指针指在100与200刻度弧线的正中间，可以确定()AR150 BR1 500 C1 000 R1 500 D1 500 R2 000 答案C解析表盘右疏左密，所以指针指在100与200刻度弧线的正中间，可以确定1 000 R1 500 ，故选C.3如图1所示为简单欧姆表原理示意图，其中电流表的满偏电流Ig300 A，内阻Rg100 ，可变电阻R的最大阻值为10 k，电源的电动势E1.5 V，内阻r0.5 ，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是_色，按正确使用方法测量电阻Rx的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，则Rx_ k.图1答案红5题组二多用电表的读数4如图2所示为一多用电表表盘图2(1)如果用直流10 V挡测量电压，则读数为_ V.(2)如果用直流100 mA挡测量电流，则读数为_ mA.(3)如果用100挡测电阻，则读数为_ .答案(1)6.6(2)66(3)800解析直流电压、电流读数时用中间刻度线，电压表读数为6.6 V，电流表读数为66 mA，欧姆表读数时用上面刻度线，读数为800 .5如图3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_；测直流电流时，用的是100 mA的量程，指针所示电流值为_mA；测直流电压时，用的是50 V量程，则指针所示的电压值为_V.图3答案1 7004723.5解析若用“100”挡测电阻时，指针读数为：17100 1 700 若用量程100 mA测直流电流时，读数为：4.710 mA47 mA若用量程50 V测直流电压时，读数为23.5 V题组三多用电表的使用和测量6在使用多用电表测电阻时，以下说法正确的是()A使用前检查指针是否指在电阻挡的“”处B每换一次挡位，都必须重新进行欧姆调零C在外电路中，电流从黑表笔流经被测电阻到红表笔D测量时，若指针偏角较小，应换倍率较小的挡位来测量答案ABC解析指针偏角小，示数大，应换用倍率大的挡位重新测量，故D错误7一学生使用多用电表测电阻，他在实验中有违反使用规则的地方他的主要实验步骤如下：A把选择开关置于“1”的欧姆挡；B把表笔插入插孔中，先把两表笔相接触，旋转调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零刻线上；C把两表笔分别与某一待测电阻的两端相连，发现这时指针偏转角度较小；D换用“100”挡，发现这时指针偏转适中，随即记下电阻值；E把表笔从插孔中拔出后，就把多用电表放回桌上原处，实验完毕这个学生已经注意到在测量时待测电阻与其他元件或电源断开，不用手碰表笔的金属杆这个学生在实验中哪一个或哪些步骤违反了使用规则？答案见解析解析D步骤中应先调零后再测电阻；E步骤中应将选择开关置于“OFF”或交流电压最高挡8用如图4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：图4(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比较准确的测量结果，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“1 k”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，对电表进行校准答案(1)S(3)T0刻线(4)ADC解析使指针对准电流的“0”刻线，应旋动机械调零部件S；使指针对准电阻的“0”刻线，应旋动欧姆调零部件T；测电阻时若指针偏转角度过小，则待测电阻的阻值很大，据欧姆表测电阻时指针尽可能接近“中值”的原则知，应换用较大倍率的挡位，因此A合理；每换一次挡位应重新调零，则选D；测电阻时两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相连，应选C.题组四综合题组9实验室有下列器材：A电流表(0100 A,1.5 k)；B电流表(01 mA,1 k)；C变阻器(0300 )；D变阻器(0800 )；E干电池(1.5 V，r0)；现要改装一只欧姆表，从上述备用器材中，电流表应选用_，变阻器应选用_，电源应选用_(填序号)改装好的欧姆表中心刻度的阻值为_答案BDE1.5 k解析若选用A电流表，需要变阻器的最小阻值为R1.5 k13.5 k，C、D两个变阻器都不能用，故不能选A电流表若选用B电流表，需要变阻器的最小阻值为R1 k0.5 k500 ，D变阻器可以满足，故电流表选B，变阻器选D.由于只有一个电源，故电源选E.欧姆表中心刻度的阻值为R中R内1.5 k.10在如图5所示的电路中，电源的电动势E1.5 V，内阻r0.5 ，电流表满偏电流Ig10 mA，电流表电阻Rg7.5 ，A、B为接线柱图5(1)用一根导线把A、B直接连起来，此时，应把可变电阻R1调节为多少才能使电流表恰好达到满偏电流；(2)调至满偏后保持R1的值不变，在A、B间接入一个150 的定值电阻R2，电流表指针指着多少刻度的位置；(3)如果把任意电阻R接在A、B之间，电流表读数I与R的值有什么关系答案(1)142 (2)5 mA(3)R150解析(1)因电流表电阻Rg的值不能忽略，此时可以把电流表视为一个电阻来计算由闭合电路欧姆定律，有Ig从中解出可变电阻R1Rgr(7.50.5)142 这表示，当两个接线柱直接连到一起，且表头指针恰好满偏时，可变电阻R1的值需调节到142 .(2)保持可变电阻R1的值不变，把R2150 接在A、B之间，设这时电流表读数为I2，由闭合电路欧姆定律得：I2 A0.005 A5 mA这表示，接入R2后，电流表指针指在“5 mA”刻度的位置(3)把任意电阻R接到A、B之间、设电流表读数为I，则I代入数值后，得I解出R150