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2019-2020年人教版高中物理選修3-1 第2章 第9節(jié) 實驗練習使用多用表（教案） 【知識與技能】 1、了解多用電表的外部結(jié)構(gòu)和歐姆擋的原理。 2、通過在實驗探究中學會操作和使用多用電表，知道多用電表的使 用規(guī)則及使用的注意事項。 3、學會應用多用電表測量電 壓、電流和電阻。 【過程與方法】 1、通過對歐姆表原理的分析，提高學生綜合應用知識解決問題的能力。 2、通過應用多用電表測量電阻和電壓，培養(yǎng)學生的動手實踐能力。 【情感態(tài)度與價值觀】 1、運用多用電表進行一定的探究活動，提高學生應用物理知識解決實際問題的能力。 【教學過程】 一、實驗原理 1．表盤：多用電表可以用來測量電流、電壓、電阻等，并且每一種測量都有幾個量程．外形如圖，上半部為表頭，表盤上有電流、電壓、電阻等多種量程的刻度；下半部為選擇開關(guān)，它的四周刻有各種測量項目和量程．另外，還有歐姆調(diào)零旋鈕，指針定位螺絲和測試筆的插孔． 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度，有些標度就屬于共用標度，如圖中的第二行就是交、直流電流和交、直流電壓共用的標度 2．擋位：如圖所示，其中1、2為電流測量端，3、4為電壓測量端，5為電阻測量端，測量時，黑表筆插入“－”插孔，紅表筆插入“＋”插孔，并通過轉(zhuǎn)換開關(guān)接入與待測量相應的測量端． 3．二極管的單向?qū)щ娦裕壕w二極管是半導體材料制成的，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)．當給二極管加正向電壓時，它的電阻很小，電路導通，如圖乙所示；當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． 二、實驗器材 多用電表、電學黑箱、直流電源、開關(guān)、導線若干、小燈泡、二極管、定值電阻(大、中、小)三個． 三、實驗步驟 1．觀察多用電表的外形，認識選擇開關(guān)的測量項目及量程． 2．檢查多用電表的指針是否停在表盤刻度左端的零位置．若不指零，則可用小螺絲刀進行機械調(diào)零． 3．將紅、黑表筆分別插入“＋”“－”插孔． 4．用多用電表測電壓、電流 測量量 比較項 用多用電表測量小燈泡的電壓 用多用電表測量小燈泡的電流 示意圖 用直流電源對小燈泡正常供電 把小燈泡的一個接線柱上的導線卸開 步驟 (1)將多用電表的選擇開關(guān)旋至直流電壓擋，其量程應大于小燈泡兩端電壓的估計值 (2)用兩表筆分別接觸燈泡兩端的接線柱，注意紅表筆接觸點的電勢應比黑表筆的高 (3)根據(jù)表盤上相關(guān)量程的直流電壓標度讀數(shù) (1)將多用電表的選擇開關(guān)旋至直流電流擋，其量程應大于通過燈泡電流的估計值 (2)把多用表串聯(lián)在剛才卸開的電路中，注意電流應從紅表筆流入電表 (3)閉合開關(guān)，根據(jù)表盤上相應量程的直流電流刻度讀數(shù) 5．用多用電表測電阻 (1)選擋：一般歐姆表都有多個擋位，測量時要進行合理選擋，使讀數(shù)應在中值刻度附近，若指針偏轉(zhuǎn)角度較小，說明待測電阻阻值較大，應選較大倍率的擋位，否則換倍率較小的擋位． (2)電阻調(diào)零：即將紅黑表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零電阻旋鈕，使指針指右端電阻零刻度． (3)測量：將待測電阻與別的元件斷開，一定不要用手接觸表筆，將紅黑表筆接被測電阻兩端進行測量． (4)讀數(shù)：要用刻度盤上的讀數(shù)乘以選擇開關(guān)所指的倍率即得到待測電阻的阻值． (5)若需要換擋測量新的電阻需要重復以上(1)～(4)步． (6)測量完畢，將表筆從插孔中拔出，并將選擇開關(guān)置于“OFF”擋，長期不用時，應將多用電表中的電池取出． 6．測二極管的正、反向電阻 (1)測正向電阻：用多用電表的電阻擋，量程撥到“10”的位置上，將紅表筆插入“＋”插孔，黑表筆插入“－”插孔，然后兩表筆短接進行電阻擋調(diào)零后，將黑表筆接觸二極管正極，紅表筆接觸二極管負極，穩(wěn)定后讀取示數(shù)乘上倍率求出正向電阻R1. (2)測反向電阻：將多用電表的選擇開關(guān)旋至高倍率的歐姆擋(例如“1 k”)，變換擋位之后，須再次把兩表筆短接調(diào)零，將黑表筆接觸二極管的負極，紅表筆接觸二極管的正極，穩(wěn)定后讀取示數(shù)乘上倍率(例如1 k)，求出反向電阻R2. 【特別提醒】 當R1與R2相差很大時，說明二極管質(zhì)量較好；當R1與R2相差較小時，說明二極管質(zhì)量不好．如果R1與R2均較小，可能二極管短路；如果R1與R2均較大，可能二極管斷路． 7．探索黑箱內(nèi)的電學元件 判斷元件 應用擋位 現(xiàn)象 電源 電壓擋 兩接線柱正、反接時均無示數(shù)說明無電源 電阻 歐姆擋 兩接線柱間正、反接時示數(shù)相同 二極管 歐姆擋 正接時示數(shù)很小，反接時示數(shù)很大 電容器 歐姆擋 指針先指“0 Ω”后逐漸增大到“∞”，且轉(zhuǎn)動越來越慢 電感線圈 歐姆擋 示數(shù)由“∞”逐漸減小到某一較小固定示數(shù) 四、數(shù)據(jù)處理 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． 五、誤差分析 1．電池用舊后，電動勢會減小，內(nèi)電阻會變大，致使電阻測量值偏大，要及時換電池． 2．歐姆表的表盤刻度不均勻，估讀時易帶來誤差． 3．由于歐姆表刻度的非線性，表頭指針偏轉(zhuǎn)過大或過小都會使誤差增大，因此要選用恰當擋位，使指針指中值附近． 4．讀數(shù)時的觀測易形成偶然誤差，要垂直表盤正對指針讀數(shù)． 六．使用多用電表注意事項： (1)表內(nèi)電源正極接黑表筆，負極接紅表筆，但是紅表筆插入“＋”孔，黑表筆插入“－”孔，注意電流的實際方向． (2)區(qū)分“機械零點”與“歐姆零點”．機械零點是表盤刻度左側(cè)的“0”位置，調(diào)整的是表盤下邊中間的定位螺絲；歐姆零點是指刻度盤右側(cè)的“0”位置，調(diào)整的是歐姆擋的調(diào)零旋鈕． (3)測電壓時，多用電表應與被測元件并聯(lián)；測電流時，多用電表應與被測元件串聯(lián)． (4)測量電阻時，每變換一次擋位都要重新進行歐姆調(diào)零． (5)由于歐姆表盤難于估讀，測量結(jié)果只需取兩位有效數(shù)字，讀數(shù)時注意乘以相應量程的倍率． (6)使用多用電表時，手不能接觸測試筆的金屬桿，特別是在測電阻時，更應注意不要用手接觸測試筆的金屬桿． (7)測量電阻時待測電阻要與其他元件和電源斷開，否則不但影響測量結(jié)果，甚至可能損壞電表． (8)如果長期不用歐姆表，應把表內(nèi)電池取出． (9)在研究二極管的單向?qū)щ娦詴r，切記在二極管正向?qū)ǖ那闆r下電路中必須連有燈泡或其他用電器，不能只連接一個二極管，否則極易燒壞二極管． 【特別提醒】 1．使用多用電表“十忌” (1)忌不調(diào)零就使用多用電表． (2)忌搞錯連接方式，測電壓需并聯(lián)，測電流需串聯(lián)． (3)忌搞反直流電流方向，直流電要從正極測試筆插孔流入，從負極測試筆插孔流出． (4)忌用手接觸測試筆的金屬桿，特別在測電阻時，更應注意不要用手接觸測試筆的金屬桿． (5)忌不進行歐姆表調(diào)零，就用多用電表測電阻值． (6)忌只看讀數(shù)不乘倍率． (7)改換歐姆擋量程后，忌不重新調(diào)零． (8)忌把電阻同其他電路聯(lián)在一起進行測量． (9)忌把電池裝在多用電表內(nèi)長期不用． (10)多用電表不用時，忌選擇開關(guān)置于歐姆擋． 2．用多用電表測黑箱時，一定要先用電壓擋判斷其內(nèi)有無電源，確定無電源后才能使用歐姆擋測量． 3．用多用電表測電流和電壓時，要先選擇量程再進行測量，且不要把量程當成倍率． 4．不論使用哪一擋位，電流必須從紅表筆流入，從黑表筆流出． 【典型例題】（一）利用多用電表測量一個未知電阻的阻值，由于第一次選擇的歐姆擋不夠合適，又改換另一歐姆擋測量，兩次測量時電表指針所指的位置如右圖中的虛線所示，下面列出這兩次測量中的有關(guān)操作： A．將兩根表筆短接，并調(diào)零 B．將兩根表筆分別跟被測電阻的兩端接觸，觀察指針的位置 C．記下電阻值 D．將多用電表面板上旋鈕旋到R100擋 E．將多用電表面板上旋鈕旋到R10 擋 F．將多用電表面板上旋鈕旋到OFF擋 （1）根據(jù)上述有關(guān)操作將兩次的合理實驗步驟按順序?qū)懗觯ɡ蒙鲜霾僮黜椖壳懊娴淖帜副硎?，且可以重復使用）________． （2）該電阻的阻值是________ Ω. （二）如圖所示為一正在測量中的多用電表表盤． （1）如果是用10 Ω擋測量電阻，則讀數(shù)為________Ω. （2）如果是用直流10 mA擋測量電流，則讀數(shù)為______mA. （3）如果是用直流5 V擋測量電壓，則讀數(shù)為________V. 【答案】（一） （1） EABDABCF；（2） 1800（二） （1） 60；（2） 7.2；（3） 3.60