用多用电表探索黑箱内的元件资料

实验十五用多用电表探测黑箱内的电学元件第一关：基础关展望高考基础知识（一）实验目的1.会利用多用电表；2.依据测量数据，推测电路结果及二极管的特性.(二)实验原理(1)多用电表的组成及功能多用电表能够用来测量电流、电压、电阻等,而且每一种测量都有几个量程,如图甲所示,上半部为表盘,表盘上有电流、电压、电阻等各类量程的刻度;下半部为选择开关,它的周围刻着各类测量项目和量程;另外,还有欧姆表的调零旋钮、机械调零旋钮和测试表笔的插孔.(2)欧姆挡的工作原理测电阻是依据闭合电路欧姆定律,内部电路如图乙所示:R为调零电阻,红黑表笔接触,进行欧姆表调零时,表头指针满偏,那么有:Ig=E/(Rg+R+r),当红、黑表笔间有未知电阻Rx 时有I=E/(Rg+R+r+Rx),故每一个未知电阻都对应一个电流值I,在刻度盘上都有一个偏转角度对应,咱们即可在刻度盘对应处,标有Rx的值;当Rx=Rg+R+r时，I=Ig2，指针半偏，因此欧姆表内阻等于R中.欧姆表刻度是不均匀的.(3)二极管的特性是单向导电性.当二极管加上必然的正向电压时,这的电阻值很小,就像一个接通的开关一样;当二极管加上反向电压时,它的电阻值变得专门大,就像一个断开的开关一样.(4)黑箱问题属于依照所给结论,进行逆向思维,推断出已知条件的问题.解决电学黑箱问题的大体思路是:利用所学的电路基础知识,分析题设所给各类数据条件,判定出黑箱内各电学元器件的连接方式,然后设计出符合条件要求的电路来.(三)实验器材多用电表、黑箱、导线、干电池、晶体二极管、电阻、开关、小灯泡.(四)实验步骤1.练习利用多用电表(1)观看多用电表外形,熟悉选择开关的测量项目及量程.(2)检查多用电表的指针是不是停在表盘刻度左端的零刻度位置,假设不指零,那么可用小螺丝刀进行机械调零.(3)将红、黑表笔别离插入、!+、"、!-、"插孔.(4)将选择开关置于直流电压 V挡,测 V干电池的电压.(5)将选择开关置于交流电压250 V挡,测220 V交流电源的电压.(必然要注意平安,手指不能接触红黑表笔前端的金属杆)(6)将选择开关置于直流电流100 mA挡,测量 V干电池与200 Ω电阻串联回路的电流.(7)将选择开关置于欧姆表的、!×1、"挡,短接红、,黑表笔,调整调零旋钮,使指针指向欧姆表刻度的零位置.(8)将两表笔别离接触几欧、,几十欧的定值电阻两头,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,从头进行欧姆表调零,然后测量几百欧、,几千欧的电阻,并将测量值与标准值进行比较.(10)选择适当的量程,测定灯丝、,电炉丝和人体的电阻.2.探讨黑箱内的电学元件(1)用直流电压挡测量A、B、C三点间有无电压,注意分析有电压、无电压别离说明什么?(2)用欧姆挡测量无电压的两点间正、反接的电阻,看电阻是不是不变.(3)用欧姆挡进一步测量两点正、反接电阻不等的两点的电阻,并记住红、黑表笔别离接哪一点.(4)依照测量结果对黑箱内元件进行判定,画出结构示用意.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.第二关：技法关解读高考解题技法一、实验注意事项技法讲解（1）测量电阻时，待测电阻要与别的元件和电源断开，且不要用手接触表笔.（2）合理选择欧姆挡的量程,使指针尽可能指在表盘中央位置周围,使读数比较准确.（3）利用完后应拔出表笔,不要将选择开关置于欧姆挡,以防电池漏电.（4）用多用电表探讨黑箱内的电学元件时,多用电表的两表笔要与接点维持稳固接触.（5）用多用电表探讨黑箱内的电学元件实验时,第一要用多用电表直流电压挡确信黑箱内有无电池.若是箱内有电池,那么绝对不能用多用电表的欧姆挡去测各接线柱间的电阻,不然容易烧坏多用电表.典例剖析例1在利用多用电表的欧姆挡时,以下现象与事实相符的有（）A.若是待测电阻不跟别的元件断开,测量值必然偏大B.测量电阻器的电阻时,假设红\,黑表笔在电表上插错,会增大测量误差C.用多用电表测量“200 V 100 W”字样的白炽灯泡的电阻时测量值大于484 ΩD.正确测量某二极管时,发觉阻值约为几十欧,那么现在黑表笔接的必然是二极管的正极解析：测量二极管电阻只有几十欧,必然是导通,故D对,其他选项都错.答案：D二、用多用电表测黑箱内元件问题的思路技法讲解由上图作出初步判定后,再依照各待测两头的测量数据进行逻辑判定,判定哪一种情形是两个元件串联的数据,最终能够确信元件的位置.例2如下图,盒子内装有导线、一个电源和几个阻值相同的电阻组成的电路,1、2、3、4为接线柱,用电压表测得U12= V,U34= V,U13= V,U24=0.如使盒子内所用电阻最少,请在图中画出盒内的元件和电路.解析：由题给的数据能够看出,U12=U13+U34+U24,这一电压关系正好符合串联电路中总电压与分电压之间的关系,因此咱们能够假想一、3，3、4，二、4这三部份的电阻为串联关系.由串联电路中电压分派与电阻成正比的规律,能够确信R13、R34=23,而2、4之间因U24=0,因此R24=0,可知2、4间为一根导线,由于R13、R34=23,故可初步假想盒内电路如图甲所示,由于要求电阻个数最少,故最后确信为图乙、丙两种情形.第三关：训练关笑对高考随堂训练1.在如下图电路的三根导线中，有一根是断的，电源、电阻器R1和R2及另外两根导线都是好的，为了查出断导线，某学生想先将多用电表的红表笔直接接在电源的正极a，再将黑表笔别离连接在电阻器R1的b端，R2的c端，并观看多用电表指针的示数，在以下选挡中符合操作规程的是（）A.直流10 V挡B.直流0.5 A挡C.直流 V挡答案：A2.用万用表测直流电压U和测电阻R时,假设红表笔插入万用表的正(+)插孔,那么()A.前者(测电压U)电流从红表笔流入万用表,后者(测R)从红表笔流出万用表B.前者电流从红表笔流入万用表,后者电流从红表笔流入万用表C.前者电流从红表笔流出万用表,后者电流从红表笔流出万用表D.前者电流从红表笔流出万用表,后者电流从红表笔流入万用表答案：A3.实验桌上放着晶体二极管、电阻、电容器各一只,性能均正常,外形十分相似,现将多用表转换开关拨到R×100 Ω挡,别离测它们的正反电阻加以辨别;测甲元件时,R正=R反= kΩ,测乙元件时,R正= kΩ,R反=100 kΩ,测丙元件时,开始指针偏转到 kΩ,接着读数慢慢增加,最后停在100 kΩ上,那么甲、乙、丙三个元件别离是()A.电容、电阻、二极管B.电阻、电容、二极管C.电阻、二极管、电容D.二极管、电阻、电容解析：应明确各元件的特性;电阻元件正反电阻一样;二极管具有单向导电性,正向电阻很小反向电阻专门大;电容器充电时有电流而稳固后电流为零,而欧姆表F内接有电源,因此刚开始给电容器充电时电流大电阻示数小,稳固后电流为零,电阻示数为无穷大.答案：C4.如下图为多用电表的示用意，其中S、K、T为三个可调剂的部件，现用此电表测量一阻值估量为几十欧的电阻.测量的某些操作步骤如下，请将操作步骤补充完整.A.检查多用电表的指针是不是停在表盘刻度左端的零位置.假设不指零，那么应调剂可调部件____________旋钮使指针指零；B.将红、黑表笔别离插入__________、_____________插孔；C.将选择开关K置于欧姆表的____________挡，短接红、黑表笔，转动欧姆表__________的旋钮，使指针指向欧姆表刻度的零位置.D.测量发觉估量值不准，而将选择开关K置于欧姆挡的“×100”挡，应从头调整__________________.解析：利用仪器测量前要调零，多用电表测电阻，先要进行电流调零（表笔断开电流为零，电阻为无穷大），然后进行电阻调零（表笔短接电阻为0，电流最大）.通常“红”表示电势高，“黑”表示电势低，多用电表测电流、电压时，电流从红表笔进、黑表笔出，而作为欧姆表利用，红表笔恰好与内电源负极相连，保证电流从同一方向流进表头.欧姆挡每换一次挡位，都改变了内电路，必需从头调整调整欧姆零点的旋钮T.答案：调整机械调零S“+”“-”×1调整欧姆零点的T调整欧姆零点的T点评：最近几年高考实验题多为一小一大，小题不必然为仪器读数，大题也不必然为电学实验题.2007年高考理科综合全国卷Ⅰ，小题考查示波器大大出乎意料，叫“专家”大跌眼镜.5.一电学黑箱中有A、B、C三个接线柱，两个接线柱间最多只能接一个元件.黑箱内的元件是一只电阻和一只二极管.某同窗用正确的操作方式利用多用电表的欧姆挡进行了6次测量，各次红、黑表笔的位置和测得的阻值如下表所示.能够判定：红表笔接 A B B C A C黑表笔接 B A C B C A100 100 160 100K 60测得阻值（Ω）（1）电阻接在_________两点间，阻值为______________Ω.（2）二极管接在__________两点间，正极接在______________点.答案：（1）AB 100 （2）AC A6.黑箱上有三个接线柱A、B、C如下图,已知里面装的元件只有两个(可能的元件是电池、电阻或二极管),而且两个接线柱间最多只接一个元件,现测量结果如下:①用直流电压挡测量A、B、C三点间均无电压.②用欧姆挡测量,A、C间正、反接阻值不变.③用欧姆挡测量,黑表笔接A点,红表笔接B点,有阻值;④用欧姆挡测量,黑表笔接C点,红表笔接B点有阻值,阻值比第②步测的大;反接阻值最大.画出箱内两个元件的接法.解析：用电压挡测无示数说明无电源;用欧姆表测AC间,正反不变说明为电阻;测AB间和BC间时调换时读数相差大说明有二极管在AB间和BC间,因AC已有电阻那么二极管在AB 间,由表笔与内部电源的接法可判定二极管极为A正B负.所之内部如右图所示.答案：如右图所示。

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。

用多用电表探索黑箱内的电学元件目的：会正确使用多用电表，并能用多用电表探索黑箱内的电学元件。

（一）练习使用多用电表1．多用电表的刻度（图多---1）2．多用电表的选择开关与量程（图多---2）在多用电表的选择开关中，包含二个内容：一是转换测量的物理量（电阻、电压、电流），二是选择对应测量物理量的量程。

在测电阻档内，它的测量倍率有×1、×10、×100、×1K的四个。

在测量交流电压档内，它的测量量程有2．5V、10V、50V、250V、500V五个。

在测量直流电压档内，它的测量量程有2．5V、10V、50V、250V、500V五个。

在测量直流电流档内，它的测量量程有1mA、10mA、100mA三档。

选择开关量程指示端对在OFF上时，表明多用电表与外界切断。

3．多用电表的使用方法与读数先检查多用电表指针是否停在表刻度的左端“0”刻度上，如果没有，用小螺丝刀轻轻转动机械调零螺丝，使指针指在“0”刻度线上。

然后在多用电表的“＋”插入红表笔，在“－”插入黑表笔。

测直流电压：把选择开关拨到直流电压档，并选择适当的量程（最好是满偏的2/3及以上）测量值的读数：从表刻度的第二条弧形刻度读得，其中2．5V、250的量程从此刻度下的第一项获得，如你用2．5V的量程，指针偏到200处，这时的测量值为2．00Ｖ(此刻度的最小分格为0．０5V),如选用量程10V,指针偏到200与250的中间,这时的测量值为9．0V(最小分格是0．２Ｖ).测直流电流：把选择开关拨到直流电流档，并选择适当的量程（最好是满偏的2/3及以上）,测量值的获得与直流电压的方法一样,而且是同一条刻度上.测交流电压：把选择开关拨到交流电压档，并选择好适当的量程.测量值读数在第三条弧形刻度,其中左端很小范围内刻度不均匀,此范围内测量不精确,最好不用.测量值的获得与上述方法类同.测电阻：把选择开关拨到测电阻档，并选择好适当的倍率(最好在中值附近,即指针半偏处),红、黑表笔短接,这时指针偏在右端的欧姆刻度“0”位置上.如果不在“0” 位置上，用欧姆调零钮进行欧姆调零。

十三. 实验：用多用电表探索黑箱内的电学元件【要点导学】1．实验原理：分别用多用电表的电流档、电压档、欧姆档与黑箱内的电学元件相连接，根据欧姆定律和串并联电路的特点，对连接后多用电表反映出来的信息判断出黑箱内电学元件的名称和连接方式。

2．电学黑箱：一些电学元件按某种规则连接好，藏于箱内，接线柱露于箱外的箱子叫电学黑箱子。

一般的“电学黑箱子”有四种，一是纯电阻黑箱子；二是纯电源黑箱子；三是由电阻和电源组成的闭合电路黑箱子；四是含电容器、二极管的黑箱子。

3．本实验所用的主要器材有：多用电表、二极管若干只，电学黑箱、电阻、小螺丝刀、电池、滑动变阻器、导线若干。

4．多用电表的使用方法：（1）观察多用电表外形，认识选择开关、量程选择及测量方法，检查指针是否停在表盘左端的电流零刻度线上。

若不指零，用小螺丝刀进行调零，然后将红、黑表笔分别插入“+”、“一”插孔，电流从红表笔流入，从黑表笔流出。

（2）电流测量可以用干电池和电阻组成简单电路，让学生测量电路中的电流。

（3）电压测量可以让学生测量干电池两端的电压，指导学生选择电压档及合适的量程，分清楚红表笔是电压表、电流表的正接线柱，黑表笔是负接线柱。

（4）电阻的测量要选择欧姆档，先进行电阻调零（将红、黑表笔短接，调节调零电位器，使表的指针指示电阻零点，即满偏电流处），然后将电阻接入两表笔间，读出电阻值。

还可以让学生测量小灯泡灯丝的电阻。

（5）用欧姆表测二极管的电阻，让学生了解二极管的单向导电性。

交换二极管的两极测电阻，一次电阻很大，一次较小。

由于欧姆表内部有电源，黑表笔为内部电源的正极，红表笔是负极。

当测到二极管电阻较小（导通）时，与黑表笔连接的是二极管的正极，由此可以判别二极管的极性。

5．二极管及其单向导电性：晶体二极管是由半导体材料制成的电学元件，熟悉图14—13—1中的二极管的外观、种类和符号；在电路中的符号如图所示，用图14—13—2中的实验可以了解它的单向导电性。