高中物理二轮总复习 多用电表、探测黑箱内电学元件及传感器简单应用教案

《多用电表探测黑箱元件》教学设计【教材分析】高中物理新人教版选修3-1第二章第八节详细介绍了多用电表的结构和工作的原理，第九节安排了一节实验课，希望学生学会使用多用电表。

这堂课是在课本基础上增加的一堂探究课，有助于进一步激发学生学习物理的兴趣，培养学生的动手能力和逻辑推理能力。

【学情分析】通过前面的学习，学生已经掌握了多用电表的原理，会简单的使用多用电表。

在此基础上，通过实验探究活动，可以进一步巩固所学的知识，让学生的动手能力和逻辑能力进一步的提升。

【教学目标】（一）知识与技能1．会用多用电表测电阻2．会用多用电表探索黑箱内的电学元件。

（二）过程与方法1．通过对欧姆表原理的分析，提高学生综合应用知识解决问题的能力。

2．通过应用多用电表探测黑箱元件，培养学生的动手实践能力。

（三）情感、态度与价值观运用多用电表进行一定的探究活动，提高学生应用物理知识解决实际问题的能力。

【教学器材】多媒体、计算机、多用电表、黑箱【教学过程】（一） 引课电工在安装日光灯时，会用多用电表检测一下导线，镇流器的好与坏；电脑维修人员也会利用多用电表来检查故障的原因。

由此可见，多用电表在生活中，有着很广泛的应用。

我们这节课将利用所学的多用电表的知识来探测黑箱元件。

（二） 知识回顾在前面的课里，我们共同学习了多用电表的工作原理，以及使用方法，下面我们来回顾一下电表的读数。

（提问）1、多用电表的电压档如何读数？ 2、多用电表的电流档如何读数？ 3、多用电表的欧姆档如何读数？ （学生读数） （三） 活动探究1、 将学生分成四组，每一组探究一个区域的黑箱，并上台交流探测结果。

第一组：（学生交流发言） 第二组：（学生交流发言） 第三组：（学生交流发言） 第四组：（学生交流发言）2、 教师打开黑箱，检测学生探测的结果，并予以点评第一组 第二组第三组 第四组3、 学生总结探测黑箱的基本思路（学生发言） 4、 教师总结：（四）教学反思在本堂课的教学过程中，学生积极的参与进来了，而且能够大胆的交流自己的探究成果。

实验十一用多用电表探索黑箱内的电学元件一、实验目的1．练习用多用电表测电阻2．用多用电表探索黑箱内的电学元件二、实验器材多用电表，干电池，电阻箱，定值电阻，晶体二极管，导线三、实验步骤（一）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；（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。

（10）选择适当的量程，测定灯泡、电炉丝和人体的电阻。

（11）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。

（二）用多用电表探测黑箱内的电学元件（1）将黑箱（可能有的电学元件为电池、电阻和二极管）放在实验桌上，让三个测量节点向上；（2）用直流电压挡测量A、B、C间的电压，判断有无电池，及电池的正负极。

（3）用欧姆档测量无电压的节点间阻值，判断是否可能存在电阻；（4）交换红、黑表笔，测量（3）中节点间阻值，判断是否存在二极管；（5）根据判断结果划出电路图；（6）打开黑箱辨认元件，并与判断的电路比较。

【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。

用多用电表探索黑箱内的电学元件1. 实验目的①学会使用多用电表测量电压、电流、电阻。

②练习使用多用电表探测黑箱内的电学元件。

③了解晶体二极管的特性及符号。

2. 实验原理①多用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。

上半部为表头，表盘上有电流，电压，电阻等各种量程的刻度；下半部为选择开关，它的四周刻着各种测量项目和量程。

另外，还有欧姆表的调零旋钮，机械调零旋钮和测试表的插孔。

②测电阻是依据全电路欧姆定律；测电流和电压是依据串联和并联电路特点及部分电路欧姆定律。

欧姆表内部电路如图所示，R 为调零电阻，红黑表笔，进行欧姆表调零时，我们在刻度盘上直接算出与I 对应的R x 的值，所测电阻的值即可从表盘刻度直接读出； ③二极管的特性是单向导电性，当二极管加上一定的正向电压时，它的电阻值很小；当二极管加上反向电压时，它的电阻值变得很大，就像断开的开关一样。

3. 实验器材多用电表、黑箱、导线、干电池、晶体二极管，电阻、电键，小灯泡。

4. 注意事项①多用电表在使用前，应观察指针是否指电流表的零刻度，若有偏差，应用螺丝刀调节多用电表中间的定位螺丝，使多用电表的指针指电流表的零刻度。

②测电阻时，待测电阻要跟别的元件和电源断开，不能用手接触表笔的金属杆。

③合理选择欧姆挡的量程，使指针尽量指在表盘中间位置附近④换用欧姆挡的另一量程时，一定要重新进行电阻调零，才能进行测量。

⑤读数时，应将表针示数乘以选择开关所指的倍数。

⑥测量完毕时，要把表笔从测试孔中拔出，选择开关应置交流电压最高挡或OFF 挡，若长期不用多用电表时，还应把电池取出。

练习：1、把晶体二极管、小灯泡和电池分别连接成（a ）、(b )两种电路，则：--------------------------------[ ] A 、在a 、b 电路中，小灯泡都不发光 B 、在a 、b 电路中，小灯泡都发光C 、只在a 电路中，小灯泡发光D 、只在b 电路中，小灯泡发光2、晶体二极管有很多实际应用，如在半导体收音机中，可用晶体二极管进行检波。

实验十五 用多用电表探索黑箱内的电学元件基础回顾一、实验目的1.学会多用电表的使用方法.2.用多用电表探索黑箱内的电学元件.二、实验器材多用电表一块，内接有两个电学元件的黑箱一个，电阻箱一个，小灯泡，二极管，干电池一节，导线若干等.三、实验原理(1)多用电表结构与原理①多用电表由一只灵敏电流表(表头)与若干元件组成测量电路,每进行一种测量时只使用其中的一部分电路,其他部分不起作用.②多用电表的上半部分为表盘,下半部分为选择开关,周围标有测量功能的区域及量程.将多用电表的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;将选择开关旋转到电阻挡,多用电表内的欧姆表电路就被接通.另外还可以测量二极管的单向导电性等.图10-7-1③测电阻是依据闭合电路欧姆定律;测电流和电压是依据串联和并联特点及部分电路欧姆定律.欧姆表内部电路如图10-7-1所示.R 为调零电阻,红、黑表笔短接进行欧姆表调零,表头指针满偏时,根据全电路的欧姆定律有rR R E I g g ++=;当红、黑表笔间接有未知电阻R x 时,有xg R r R R E I +++=,故每一个未知电阻都对应一个电流值I,我们在刻度盘上直接标出与I 对应的R x 的值,所测电阻的值即可从表盘刻度直接读出;当R x =R g +R +r 时,g I I 21=,指针半偏,这时欧姆表内阻等于R x ,故R g +R +r 叫欧姆表的中值电阻.(2)二极管的特性是单向导电性,当二极管加上一定的反向电压时,它的电阻值变得很大,就像断开的开关一样.四、实验步骤及注意事项(1)多用电表测电阻的操作步骤和注意事项①测量前，要观察指针是否指向电流的零刻度，若有偏差，应进行机械调零.②测电阻时，待测电阻要与别的元件断开，且不要用手触摸电笔.③合理选择欧姆挡的量程，使指针尽可能指在表盘中央位置附近.换用欧姆挡的量程，必须重新进行电阻调零，才能进行测量.④实验完毕，应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.若欧姆挡长期不用，应取出表内电池.(2)用多用电表探测黑箱内的电学元件①先把多用电表的选择开关拨到直流电压挡，选择适当量程(可稍大些)，用红、黑表笔分别接A、B、C三个触点，测得A、B、C三点间均无电压，这说明黑箱内没有电源.②把多用电表的选择开关拨到欧姆挡，选择适当倍率，将红表笔接A，黑表笔接C，欧姆表有一个示数R CA；再把红表笔接C，黑表笔接A，发现此时的示数R AC和刚才相同，说明A、C之间是一个电阻.③仍用欧姆挡测量，先将红表笔接A，黑表笔接B，表针偏转极小(即阻值很大)；再将红表笔接B，黑表笔接A，有一个较小的阻值，这说明A、B间是一只二极管，而且二极管的正极接A.④还用欧姆挡测量，将红表笔接B，黑表笔接C，测得阻值比第二步测到的大；再将红表笔接C、黑表笔接B，表针几乎不动.这说明B、C间测到的是电阻和二极管串联的电阻值.图10-7-2综合上面的测量结果，黑箱内的电学元件和连接方式应如图10-7-2所示.⑤把表笔从插孔中拔出，将旋转开关拨到交流电压最高挡.经典剖析【例】(2008广东广州)用多用电表进行一系列实验.(1)某同学用多用电表测电阻R的阻值:①如果按图10-7-3甲所示那样测量，表上显示阻值大小R=_________.②为使多用电表欧姆挡测量该电阻的结果更为准确，完成步骤①后把表笔与电阻断开，然后_______________,再______________，最后将待测电阻重新接到两表笔之间并读出读数.③为了安全，所有测量结束后，要将多用表的转换开关打到__________.(2)要用图甲所示的多用表粗测一节1.5 V左右的干电池的电动势，请在图乙中画出测量时转换开关(用箭头代表)应转到的位置.甲乙图10-7-3思维快车:阻值大小等于指针示数与倍率的乘积;指针最后停在中央刻度附近时,测得的电阻值误差小.而测电压、电流时偏角应尽量大些.解析:(1)①转换开关指向“×10”，表盘读数为100 ，故R =1 000 Ω.②因读数偏大，测量不准确，要将转换开关指向“×100”挡，使表盘读数适中；然后重新调零.③实验完毕应关掉电源，将转换开关指向“OFF”.(2)测量1.5 V 的电压时应将转换开关指向2.5 V 的量程，如图10-7-4所示.图10-7-4答案:(1)①1 kΩ ②将转换开关拨到Ω“×100”挡 将两表笔短接，调节Ω调零旋钮，使指针满偏(或指向Ω零点)③“OFF”(或填“交流500 V”挡)(2)如图10-7-4规律总结多用电表读数时应注意,测电阻时,挡位标记的是倍率,阻值等于指针示数与倍率的乘积;测电压或电流时,挡位标记的是最大量程.即时训练1.实验桌上摆放着晶体二极管、电阻、电容器各一只,性能均正常,外形很相似.现将多用电表的转换开关拨到R ×100挡,分别测它们的正负电阻加以鉴别:测甲元件时,R 正=R 反=0.5 kΩ;测乙元件时,R 正=0.5 kΩ,R 反=100 kΩ;测丙元件时,开始指针偏转到0.5 kΩ,接着读数逐渐增大,最后停在100 kΩ上,则甲、乙、丙三个元件分别是( )A.电容器、电阻、二极管B.电阻、电容器、二极管C.电阻、二极管、电容器D.二极管、电阻、电容器解析:甲元件正负电阻相同,即为电阻;乙元件正负电阻差别很大,即为二极管;丙元件的电阻值读数逐渐增大,最终特别大,说明是电容器在充电,最终相当于开路.答案:C图10-7-52.如图10-7-5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300 μA ，内阻r g =100 Ω.调零电阻最大值R =50 kΩ，串联的固定电阻R 0=50 Ω.电源电动势E =1.5 V ，用它测量电阻R x ，能准确测量的阻值范围是( )A.30 kΩ～80 kΩB.3 kΩ～8 kΩC.300 Ω～800 ΩD.30 Ω～80 Ω 解析:此欧姆挡的中值电阻Ω=Ω⨯==-k I E R g 5103005.16中，由于测量值在中值附近较为准确，所以这个欧姆挡能准确测量的阻值范围为B 选项所列.答案:B3.用多用电表的欧姆挡“×10 Ω”挡测量一个电阻的阻值,发现表的指针偏转角度极小,为了准确测定该电阻的阻值,正确的判断和做法是()A.这个电阻的阻值肯定也是极小的B.应把选择开关换到“×1 Ω”挡,将欧姆表重新调零后再进行测量C.应把选择开关换到“×100 Ω”挡,将欧姆表重新调零后再进行测量D.为了使测量值比较准确,应该用两手分别将两表笔与待测电阻两端紧紧捏在一起,使表笔与待测电阻接触良好解析:表的指针偏转角度是相对不测时(在左边)而言的,偏转角度极小,说明阻值较大,故应换用更大的挡位,因此选C.答案:C4.如图10-7-6为一正在测量中的多用电表表盘:(1)若用×1 kΩ挡测量电阻,则读数为__________ Ω;(2)若用直流50 mA挡测量电流,则读数为__________ mA;(3)若用直流250 V挡测量电压,则读数为__________ V.图10-7-6解析:欧姆挡在最上面的一排数据读取,读数为6×103Ω;直流50 mA挡,在中间的一排数据,读数为36.0 mA;直流250 V挡,在中间的三排数据的最上边一排,读数为180 V.答案:(1)6×103(2)36.0(3)180。

命题点3 多用电表、探测黑箱内电学元件及传感器简单应用本类考题解答锦囊解答“多用电表，探测黑箱内电学元件及传感器简单应用”一类试题，主要掌握以下内容：合理选择欧姆档的量程，使指针尽量指在表盘中间的位置附近(指针偏转在31～ 32范围)；换档时一定要重新进行电阻调零，才能进行测量．读数时，应将指针示数乘以选择开关所指的倍数.对于黑箱内纯电阻元件的探索，一般从最小阻值入手，先推测最小阻值电跑得路，然后从小到大对每一电路逐一推测，单独画出电路图最后画入黑箱内.Ⅰ 高考最新热门题1 (典型例题)根据试题要求填空或作图．(1)图21-3—1(a)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20～30Ω的定值电阻，测量的某些操作步骤如下：①调节可调部件______，使电表指针停在_______位置； ②调节可调部件K ，使它的尖端指向______位置；③将红、黑表笔分ZIj 插入“+”、“-”插孔，笔尖相互接触，调节可调部件_______，使电表指针指向________ 位置．(2)在用多用表测量另一电阻的阻值时，电表的读数如图21—3—1(b)所示，该电阻的阻值为________Ω．(3)现用伏安法测量(1)问中的那个定值电阻只R x 的阻值(约为20～30Ω)．所供器材如下：电压表V(量程0～15 V，内阻20kΩ)，电流表A1(量程0～50mA，内阻20Ω)，电流表A2(量程0～30mA，内阻4Ω)，滑动变阻器R(最大阻值为50Ω，额定电流为1A)，直流电源E(电动势约9V，内阻约0.5Ω)，电键K连线用的导线若干根．在以上器材中选出适当的器材，画出电路图，要求在图上标出所选器材的符号．(4)该电阻是由电阻丝绕成的，为了求得该电阻线材料的电阻率，需用螺旋测微测量电阻丝的直径，结果如图(c)其读数为_____.命题目的与解题技巧：本题考查多用电表的使用、螺旋测微器的使用和伏安法测电阻、考查学生对基本仪器的使用和基本实验技能的掌握．欧姆表的使用中应注意机械调零和欧姆调零．每次换挡测量前必须重新欧姆调零．[解析] (1)①拿到一个多用表首先要看指针是否在“0”刻度处，若不在，要进行机械调零，用螺丝刀调节面板上的螺钉 S，使指针指在表左端的“0”刻度；②测电阻时，先要把“选择开关”K 拨到电阻挡，题中给出的未知电阻的阻值约为20～30Ω，所以拨到"Ω档的×1”挡；③接下来应把红、黑表笔短接，调节“调零旋钮”使指针偏转到左端的“0”刻度．(2)测量另一电阻时，表盘“选择开关“指在“×1K”位置，指针示数为20.0，则该电阻的测量值为20.0kΩ．(3)实验电路如图所示．滑动变阻器的最大阻值为50Ω，为便于改变电流应采用分压电路的连接；R x的阻值在20～30Ω之间，与电压表相比属于小电阻，应采用“外接法”连接；电源电动势9 V，分压电路要以保证电阻上公得的电压小于9V，要使电流表指针偏转尽于能大一些又不至于超出量程，应选用A2电流表．(4)读螺旋测微器主尺刻度为0.5 mm，再读旋外套上刻度为20.0×0.01=0.200mm，相加得0.700mm．[答案] (1)①S 左端的“0”② 挡的×1③T右端的“0”(2)20.0k(3)如上图所示．(4)0.700mm2 (典型例题)某同学对黑箱(见图21—3—2(1))中一个电学元件的伏安特性进行研究．通过正确测量，他发现该元件两端的电压U ab(U ab=U a-U b)与流过它的电流I之间的变化关系有如下规律①当-15V<U ad<0V时，I近似为零．②当U ab≥0时，U ab和I的实验数据见下表：编号 1 2 3 4 5 6 7U ab/V 0.000 0.245 0.480 0.650 0.705 0.725 0.745I/mA 0.00 0.15 0.25 0.60 1.70 4.25 7.50(1)在图21-3-2(2)中画出Uab≥0时该元件的伏安特性曲线；(可用铅笔作图)(2)根据上述实验事实，该元件具有的特性是______；(3)若将此黑箱接人图21—3—2(3)电路中，并在该电路的 cd两端输入如图21—3—2<4)(甲)所示的方波电压信号 U d．请在图21—3-2(4)(乙)中定性画出负载电阻R0上的电压信号u ef的波形．答案:(1)见图D 21-14 (2)单向导电性 (3)见图D 21-15指导：由题中数据很容易画出图D 21-14，黑箱中的电学元件具有单向导电性，这是二极管的典型特征，由此不难得到3 (典型例题)如21-3—3为一正在测量中的多用电表表盘．(1)如果是用直流10 V挡测量电压，则读数为_________V.(2)如果是用×100Ω挡测量电阻，则读数为__________Ω.(3)如果是用直流5mA挡测量电流，则读数为 ________mA．答案:(1)6．5 (2)8．0×102 (3)3．25 指导：在多用电表的同一表盘上读数，要注意分清各自的量程及最小刻度值，欧姆挡读数为：读数×1000ll=8．0×102．4 (典型例题)用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程．下列属于这类传感器的是 A.红外报警装置B．走廊照明灯的声控开关C.自动洗衣机中的压力传感装置D．电饭煲中控制加热和保温的温控器答案:A 指导：题中说明了遥控器一类传感器，作用是把光信号转化为电信号．这时所说的光信号应该理解为电磁波信号．题给四个选项中惟一与电磁波有关的是红外报警装置，所以只有A项对．Ⅱ题点经典类型题1 (典型例题)(1)为了测量电流表A 1的内阻，采用21—3—4所示电路，图中A 2为标准电流表．接好电路后，将可变电阻R 2和电阻箱R 1适当调节后，将单刀双掷开关S 2接到1处．接通开关S 1，调节可变电阻R 2，使电流表A 2的读数为某一较大的值，该值不超过A 1的量程．然后将单刀双掷开关接到2处．调节电阻箱R 1，使标准电流表A 2的读数仍为上述值．若此时电阻箱的电阻为92.8Ω，则电流表A 1的内阻R G =_______Ω．(2)要测量一块多用电表直流10mA 挡的内阻R A (约为40n)，除此多用电表外，还用下列器材：直流电源一个(电动势E 约为1.5V ，内阻可忽略不计)．电阻一个(阻值约为150Ω)，电键一个，导线若干．要求：①写出实验步骤；②给出R A 的表达式．命题目的与解决技巧：本题考查替代法测量A 表的内阻及灵活应用多用电表各档位测量其自身电阻．[解析] (1)替代法测量A 表电阻Rg=R 1=92.8Ω．(2)多用电表可以先测电源电动势E 及电阻及的阻值．串联电路中多用电表置于直流档作电流表使用可以测得电路电流值I 由全电路欧姆定律E=I(R A +R)所得R A =R IE-=. [答案] (1)92.8 (2)(a)用万用表的直流电压挡测出电源的电动势E ．(b)用万用表的欧姆挡测出电阻的阻值兄(c)将万用表置于直流10mA 档，与电阻R 及电键串联后接在电源两端，合上电键，记下万用电表的读数I ．②R I E R A -= 2 (典型例题)21-3-5所示电路，闭合开关时，灯不亮，已经确定是灯泡断路或短路引起的．在不能拆开电路的情况下(开 关可闭合，可断开)，现用一个多用表的直流电压挡、直流电流挡和欧姆挡分别对故障和出如下判断(如表所示)：次序 操作步骤1 闭合开关，选直流电压挡，红黑表笔分别接a 、b有示数，灯断路，无示数，灯短路2 闭合开关，选直流电流挡，红黑表笔分别接a,b有示数，灯断路，无示数，灯短路3 闭合开关，选欧姆挡，红黑表笔分别接a 、b指针不动，灯断路，指针偏转，灯短路4 断开开关，选欧姆挡，红黑表笔分别接a,b指针不动，灯断路，指针偏转，灯短路以上判断，正确的是A ．只有1、2对B ．只有3、4对C ．只有1、2、4对D ．全对答案:C 指导：根据题目给定条件灯不亮是由灯泡断路或短路引起的，1，2中直流电电流档测量描述符合实际．但对欧姆档测量要求灯泡必须同电路断开，所以3不对．3 (典型例题)如21—3—6所示，盒内可能有干电池、电阻、晶体二极管等元件，盒外有A 、O 、C 三个接线柱，用多电表测量结果如下：A.用直流电压挡测量，A、B、C三点间均无电压．B．用欧姆挡测量，A、C间正反接电阻相等．C.用欧姆挡测量，黑表笔接C点，红表笔接B点，有电阻、阻值比第二步测得的大；反接电阻很大．D．用欧姆挡测量，黑笔接A点，红笔接B点，有电阻；反接电阻很大．试在图中画出盒内电路结构．答案:见图D 21-16．指导：第一步说明盒内无电源，第二步说明A、C间有一个电阻，第三步说明A、B间有个二极管，且A连接二极管正极．第四步B、c之间有一电容器，故盒内电路如右图所示．4 (典型例题)在图21—3—7所示电路的三根导线中，有一根是断的，电源，电阻器只R1、R2及另外两根导线都是好的，为了查出断导线，某学生想先将多用表的红表笔直接在电源的正极a，再将黑表笔分别连接在电阻器R1，的b端和R2的c端，并观察多用表指针示数，在下列选挡中符合操作规程的是A．直流10V挡B．直流0.5 A挡C．直流2.5 V挡D．欧姆挡答案: A 指导：本题考查的是多用表的操作规程，根据题中所给条件，首判定不能选用欧姆挡，因为使用欧姆挡时，被测元件必须同外电路断开．先考虑电压挡，将黑表笔接在b 端，如果表针偏转，说明R 1与R 2电源连接的导线断了，此时所测的数据应是电源的电动热6V ．基于这一点，C 不能选，否则会烧毁多用表；如果指针不偏转，说明R 1，与电源的连结是好的，而R 1与R 2之间导线和R 2与电源导线其中之一是坏的，再把黑表笔接在c 点，如果表头指针偏转，说明只：与及：之间的导线是断的，否则则说明只：与电池之间的导线是断的，A 项正确．再考虑电流挡，如果黑表笔接在b 端，表针有示数则说明R 1与电源间的导线是断的，此时表头指针示数21R R E I +=0．4 A没有超过量程；如果指针不偏转，说明R 2与电源之间的导线其中之一是断的；黑表笔接在C 点时，如果表头指针有示数，证明R 1与R 2间的导线是断的，此时表头指针示数：2R FI = =1．2A 超过表的量程，故B 不选．Ⅲ 新高考命题方向预测1 在图21—3—8所示的四个电路中，电源内阻不计，灯炮的额定电压等于电源的电动势，闭合电路后，小灯炮能正常工作的是答案: AC 指导：由于二极管具有单向导电性．只有正极接高电势才能导通，故B 选项中灯不亮．由于=极管正向电阻很可忽略，故A 图中灯所加电压为电源电压正常发光，D 图中=极管正向导通电阻很小，可忽略．灯泡被短路，故灯不能正常发光，因而正确选项为A、C.2 用欧姆表可以测量二极管的好坏与极性，下列说法正确的是A.应用红黑表笔与二极管的两极正、反向各接触一次，即测量两次B．若两次测量中，阻值相差很大，则此二级管是好的C．在两次测量中，电阻较小的那一次，与欧姆表红表笔接触的一端为二极管的正极D．在两次测量中，电阻较小的那一次，与欧姆表黑表笔接触的一端为二极管的正极答案: ABD 指导：用欧姆表测=极管的极性和好坏时，用表笔分别接=极管两极．若阻值相差很大，说明=极管的单向导电性能好，电阻较小的一次与黑表笔接的一端为=极管的正极，这时欧姆表给=极管加的是正向电压，由此可知A、B、D正确．3 调零后“×10”挡测量一个电阻的阻值，发现表针偏转角度极小，正确的判断和做法是A.这个电阻阻值很小B．这个电阻阻值很大C．为了把电阻测得更准一些，应换用“×1”挡，重新测量D．为了把电阻测得更准一些，应换用“×100”挡，重新测量答案:4 如图21—3—9所示，闭合开关S后，指示灯L不亮，已确认是指示灯工断路或短路引起的，现在分别用多用电表在不拆开电路的情况下，请你分别把多用电表当电压表、电流表和欧姆表来用，对故障作出具体的判断．把结果填入下表的相应位置．答案: BD 指导：由于R×10挡指针偏角极小，说明被测电阻很大，因而B选项正确，A选项错误．为了准确测出电阻值，应使指针中值附近，故应换R×100挡，因此D选项正确，C选项错误．考场热身探究性命题综合测试1 在商店选购一个10μF的电容器，在只有一台多用表的情况下，为了挑选一个优质产品，应该选用哪一个量程：①直流电流挡②直流电压挡③欧姆挡④交流电压挡；选好量程以后，再将多用表两根测试笔接待检电容器，如果电容器是优质的，电表指针应该：⑤不偏转⑥偏转至最右边⑦偏转至中值⑧偏转一下又返回最左边；正确的是A．①⑤ B．①⑥C．③⑤ D．③⑧答案: D 指导：应选用多用电表的欧姆挡，当两测试笔接待测电容器时，若电容器是优质的，电容器被充电，指针偏转，当电容器充电结束，充电电流减为零，指针又返回最左边，故②⑧正确． 2 一个用电器，标有“10V ，2W ”，为测定它在不同电压下的实际功率及额定电压下的功率，需测定不同工作状态下的通过用电器的电压和电流，现有器材如下：A.直流电源12V(内阻可不计)B ．直流电流表0～0.6A ～3A.(内阻0.1 Ω以下)．C ．直流电流表0～300mA(内阻约5 Ω)D ．直流电压表1～15V(内阻约15k Ω)E ．滑动变阻器10Ω、2AF ．滑动变阻器1 k Ω、0.5 A(1)除以上器材外，还有必须的导线开关，实验中电流表应选用______，滑动变阻器应选用_____(用序号字母表示)．(2)为使实验误差尽量减小，画出实验电路图．(3)图Z21—1的4个图象中哪个可能是正确的?简单说明理由． 答： _______________________________答案: (1)CE (2)如图D 21-17 (3)D 电压U 增大时，R 增大；R 1减小．指导：(1)用电器正常工作时包流I=U P ==0.2 mA ，故电流表可选C ，用电器的电阻R=.5021022Ω=Ω=P U由于R R R R v A <，故电流表可用外接法，选E ， (2)电路图如图D 21-17所示．(3)D 可能正确，因为P=R U 2，该图象的斜为R 1，当电压U 增大时，R 1减小．3 “测金属丝的电阻率”的实验中(1)测金属丝直径时，千分尺刻度如Z21—2所示，由此可知，金属丝的直径为_______m(2)在用伏安法测金属丝电阻时，应采用的电路是A.电流表内接 B ．电流表外接(3)若实验中电压表、电流表的读数是准确的，那么引起误差的主要原因是A.电压表分流，造成电流表读数偏大B ．电压表分流，造成电流表读数偏小C ．电流表分压，造成电压表读数偏大D ．电流表分压，造成电压表读数偏小(4)该实验由于上述原因会使得电阻的测量值____(填“大于”、“等于”或“小于”)电阻的真实值．答案: (1)0．900×10-3 (2)B (3)A (4)小于指导：(1)直径为0．900×10-3m ． (2)伏安法测金属丝电阻时，因金属丝电阻较，一般采用电流表外接，故选 B (3)A (4)金属丝的实际值为R=v R U U-1，故电阻的测量值偏小．4 如图Z21—3所示，一暗盒外有四个接线柱A 、B 、C 、D ，盒内有四个阻值都是6Ω的电阻，分别通过导线接在接线柱上．当多用电表欧姆挡R ×1挡测得各接线柱间的电阻值如下R AB =6 Ω,R AC =R AD =10 Ω，R CD =R BC =4 Ω．试画出暗盒内电阻的连接图． 答案:指导：根据串联电路的特点，由R CD =R BC =4ll<6ll ，可推知如图D 21-18所示 .(a)电路，由B AB =6推知AB 间为一个电阻，而R AC =R AD =10ll>6ll ．可推知A 与C 、D 间的电路如图0 21-18(b)，综合各点间的电路可得结果如图D21-18所示．5 电流表的内阻Rg=3k Ω，满偏电流Ig=100μA ，这个电流表能量度的最大电压Ug______V ，要把这个电流表改装成能量度3 V 的电压表，那么应在电流表上______联一个阻值R1=_______k Ω的分压电阻．如果在此基础上，要使这个电压表能量度15V 的电压，则应在电压表上再______联一个阻值R 2=_________k Ω的分压电阻．答案:0．3 串 27 串 120 指导：电流表改装成电压表需串联一个分压电阻．扩大电压表的量程，需再串联一个分压电阻，如图图所示．电流表可量度的最大电压 U g =I g R g =0．3V ．设量程为U1=3V 时，需串联电阻R 1 因U g +I g R 1=U1，所以R 1=g g I U U -1ll=120kll ，设量程为U2=15 V 时，需再串联电阻R 2， 所以U1+I g R 2=U2，所以R 2=61210100315-⨯-=-g I U U 6 在“测定金属丝电阻率”实验中，若粗估金属丝的电阻R x 约3 Ω，为减小误差，要求金属发热功率P<0.75 W ，备有的部分仪器有：6V 电池组A ；电流表B(O ～0.6A ，内阻0.5 Ω)；电流表C(0～3A ，内阻0.01 Ω)；电压表D(0～3A ，内阻1 m)；电压表E(0～15V ，内阻5K Ω)；滑动变阻器F(0～1002，额定电流1 A)；滑动变阻器G(0～20Ω，额定电流1 A)(1)实验中用螺旋测微器测量导线直径时，可估读到_______mm，用毫米刻度尺测量导线长度时，可估读到______mm．(2)上述器材中应选用的是______(用字母代替)(3)在框内画出实验电路图；(4)在图Z21-4中将各器材连成实验电路答案:(1)0．001，0．1 (2)A、B、D、G (3)见图D 21-20(4)见图D 21-21．指导：(1)0．001，．1 (2)A、B、D、G由于电源只有一个，A必选，由P=I2R<0．75W，知I m<0．5A，可知电流表选B．由P=I2R<0．75W，知Um<1．5V，电压表选 D，滑动变阻器F阻值太大(与R x比较)，按器材选择原则，不便于操作，所以不选，而选用c时，虽然A= 0．26A<0．6A，即限流控制能保证器材安全，但题目要求“减小误差”，以所最好用分压式控制，通过U-Ⅰ图像能较准确测出R x，另外测量电路应用电流表外接法．(3)设计的实验电路如图D21-20所示(4)连线图见图D 21-21所示.7 为了测定一根长20.00cm，直径为0.220mm的镍铬丝的电阻率(电阻率约为1×10-6Ω／m)，提供了下列器材：A.电动势为15V的直流电源一只B．量程为0～220μcA，内阻约为3.7 kΩ的电流表一只C．量程为0～20 mA，内阻约为40Ω的电流表一只D．量程为0～2A、内阻约为0.4Ω的电流表一只E ．量程为0～12V ，内阻约为40 k Ω的电压表一只 G ．阻值为0～10 Ω，额定电流为1 A 的滑动变阻器一只 H ．阻值为0～1k Ω,额定电流为0.1A 的滑动变阻器—只 I ．开关一个J ．导线若干．现采用如图Z21—5所示的电路进行测定，请按实验需要，选出适当的器材．答案:ACEHIJ 指导：由于电源只有一个，A 必选，由21ρ=R 先估算出镍铬丝的电阻约为526ll ，先不考虑电流表、滑动变阻器的阻值，估算出电路中的最大电流约为I m =15／526≈28 (mA)，可知电流表应选C ，只要控制电路中的电流不超过 20mA 就行，由于电源电动势才15V ，考虑到滑动变阻器等器件的分压，镍铬丝上的电压可被控制在12V 内，电压表应选C ，由于阻值0～10ll 的滑动变阻器调到最大阻值时，电路中的电流仍超过所选电流表的量程，所以滑动变阻器只能选H ，另外，I 和J 则是必选的，故本题应选A 、C 、E 、H 、I 、L8 某电压表的内阻在20k Ω～50k Ω之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用的器对：待测电压表V(量程3 V)，电流表A 1(量程200μA)，电流表A 2(量程5 mA)，电流表A ，(量程0.6 A)，滑动变阻器R(最大阻值1 k Ω)，电源E(电动势为4V)，电键X(1)所提供的电流表中，应选用______.(2)为了尽量减小误差，要求测多组数据，试画出符合要求的实验电路图．答案:(1)A 1 (2)见指导 指导：(1)要测量电压表的内阻，它两端的电压可由电压表的示数读出，流过电压表的电流要用电流表与它串联才能测出的，因为电压表量程为3V ，内阻为20 kll - 50 kll ，所以流过电压表的最大电流为150100.234=⨯=A I μA ，则电流表选择A 1(2)由于待测电压表内阻Rv>>R ，且为了测多组数据，要求调节范围大些，故变阻器必须采用分压电路，所以符合要求的实验电路图如图D21-22所示．9 用图Z21-6(a)中所给的实验器材测量一个“12V ，5W ”的小灯泡在不同电压下的功率，其中电流表有3 A 、0．6A 两档，内阻可忽略，电压表有15V 、3V 两档，内阻很大．测量时要求加在灯泡两端的电压可连续地从0V 调到12V ．(1)按要求在实物图上连线(其中部分线路已经连好)．(2)某次测量时电流表的指针位置如图Z21—6(b)所示，其读数为_______A.答案:如图D21-23所示 (2)0.36指导：对于“12V,5W ”的小灯泡其额定电流大的是I=125A< 0．6A ，安培表的量程应选0～0．6A ，根据测量要求，电压连续地从0 V 调到12 V ．应接成分压电路，而不应接限 流电路，又因为电流表内阻可忽略，电压表内阻很大的电路无影响，电流表内接或外接都可以．10 图Z21—7中，图(a)为测量电阻的电路，R x 为待测电阻，R 的阻值已知．R'为保护电阻，阳值未知．电源E 的电动势未知 S 1、S 2均为单刀双掷开关．A 为电流表，其内阻不计． (1)按图(a)所示的电路，在图(b)的实物图上连线．(2)测量R x 的步骤为：将S 2向d 闭合，S 1向______闭合，记下电流表读数I 1，再将S 2向C 闭合，S 1向_____闭合，记下电流表数I 2，计算R x 的公式是R x =____________.(1) 如图D 21–24所示 (2)a b 12I R I指导：(1)见图D 21-24所示．(2)将S 2向d 闭合，S 1向 a 闭合时，R x 与R 并联，I 1是流过及R x 的电流；当S 2向c 闭合，S 1向b 闭合时， R x 与R 并联．I 2是流过R 的电流，R 是保护电阻，阻值应该很大，才能保证电路结构变化时起保护作用，也就是说R x 和R 并联电路两端可以看作恒压，有I 1Rx ==I 2R ，所以R x =I 2R ／I1。

课题： 用多用电表探索黑箱内的电学元件【教学目标】1．知识目标：（1）了解多用电表的作用，学会它的使用方法。

（2）用多用电表测电阻。

（3）用多用电表探测黑箱内的电学元件。

2．能力目标：（1）培养综合分析电学问题的能力；（2）学习黑箱问题的研究方法；（3）通过探索黑箱实验，对学生进行思维和技能的训练，提高学生解决实际问题的能力。

3．情感目标：通过本节课的教学活动，培养学生的应用意识。

引导学生关心实际实际问题，有志于把所学物理知识应用到实际中去。

【实验器材】多用电表、二极管、被测电阻、干电池、小灯泡、三个接点的黑箱、电键、导线等。

【教学重点】多用电表中欧姆表的工作原理和使用方法；【教学难点】欧姆表的刻度原理，红、黑表笔与表内电源正、负极接法。

【教学过程】一、多用电表的使用1.用途和面板：用于测量电流、电压和电阻。

上半部为表盘，表盘中有各种刻度。

下半部为选择开关，周围标有测量功能的区域及量程。

将多用电表的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；将多用电表的选择开关旋转到电阻挡，多用电表内的欧姆表电路就被接通；电表的面板上有标“＋”和“－”的二个插孔，红表笔插在“＋”插孔内，黑表笔插在“－”插孔内，当选择使用直流电流、电压挡时，要求电流从“＋”插孔流入，此时的指针才能顺时针偏转。

刻度盘最上面的刻度是电阻刻度，中部的刻度是一般的交直流电压、电流刻度。

2.机械调零：测量前应先检查表针是否停在左端的“0”位置，如没有停在左端零位置，可用小螺丝刀轻轻转动定位螺丝，使指针指零。

然后将红､黑表笔分别插入“＋”“－”插孔。

二、电阻的测量1. 欧姆表的刻度原理：①R X ＝∞：当两表笔断开时，相当于外接电阻R X ＝∞时，I=0，指针不偏转，停在左端的“0”位置，阻值定为“∞”。

②R X ＝0：当两表笔短接时，相当于外接电阻R X ＝0时，调节调零电阻R ，让指针满偏，即0R r R R I g g εε=++=，（其中的R 0表示表头总内阻）指针所指的满刻度位置所对应的外接电阻定为“0”。

实验十二用多用电表探索黑箱内的电学元件【教学目的】1、了解多用电表的测量项目、量程和表盘刻度的分度特点。

2、初步掌握多用电表的使用方法。

3、用多用电表探测黑箱内的电学元件。

【教学重点】多用电表的使用。

【教学难点】多用电表的使用以及探测黑箱内的电学元件。

【提问导入】二极管有什么特性？如何判断黑箱内的电学元件是二极管还是电阻？【实验原理】多用电表是一种多用仪表，一般可用来测量电流、电压和电阻。

多用电表主要由表头和测量转换电路两部分组成，旋转装在面板上的选择开关，就可以进行不同物理量和不同量程的测量。

【注意事项】1、用多用电表探索黑箱内的电学元件时，首先要用多用电表的直流电压档确定箱内有无电池，如果箱内的电池，则绝对不能用多用电表的欧姆档去测各接线柱间的电阻，否则容易烧坏多用电表。

2、使用完毕后，不要将选择开关置于欧姆档。

【实验器材】1、电池盒2个，2、5号电池2节，3、导线2根，4、多用电表，5、黑箱。

【实验步骤】1、多用电表的使用：观察多用电表，认识多用电表的表盘、选择开关及其周围测量功能和量程。

进行测量前，检查表头的机械零点。

测量时，把选择开关旋到相应的测量项目和量程上，使用欧姆档时，先选好倍率，原则是使测量时指针尽可能靠近刻度盘的中央位置。

随后进行欧姆调零。

测量时，还应注意待测电阻要跟别的元件和电源断开，而且不要用手碰触表笔的金属。

每换用欧姆档的另一量程或连续使用同一量程较长时间，都要重新进行欧姆调零，读数时，读出表盘上相应的刻度值乘以所选的倍率，才是被测电阻值。

2、用多用电表探测黑箱内的元件。

先学习二极管的导电特性，再用多用电表欧姆档测量二极管的正、反向电阻。

最后，用多用电表探测黑箱内的电学元件。

3、根据测量结果绘出黑箱内的电路图。

【实验小结】该实验中学生能够正确判断黑箱内的电学元件种类，但有相当多的学生不能正确画出黑箱内的电路图。

【作业布置】根据测量结果绘出黑箱内的电路图并且写上姓名、组号上交老师查验。