2017_2018学年高中物理第3章从电表电路到集成电路3.1学习使用多用电表学案沪科版选修3_120171130211正式版
2019_2020高中物理第3章从电表电路到集成电路3.1学习使用多用电表素材沪科版选修3_1
学习使用多用电表教学建议在学习使用多用电表一节中,教师对多用电表的主要结构、功能和使用方法以及注意事项的介绍尤为重要。
建议从多用电表的功能、使用方便说起,并打开其后盖让学生看看它的内部电路,告诉学生这个电路并不复杂,均是用串并联的方式连接起来的。
用多用电表的多用功能、使用方便,电路结构并不复杂等价值因素诱发学生学习使用多用电表的兴趣并认真听教师的讲解,仔细阅读教材的介绍。
接着放手让学生参照教材进行“测量电压、电流、电阻和判断晶体二极管的极性”四个探究活动。
最后教师要让学生谈谈使用多用电表的体会,同时穿插与四个活动相关的问题让学生交流讨论,看看学生对多用电表的使用掌握到什么程度。
1.用多用电表测量定值电阻过程中要让学生知道:(1)尽管欧姆表的刻度是从“零”到“无穷大”,但如果指针偏转过大或过小,误差都比较大,应选择适当倍率的欧姆挡,使测量时表针指示在刻度盘的中间区域。
若不知道待测电阻的大致阻值,可以先用中等倍率的挡位试测,然后根据情况再选择合适挡位再测。
(2)每一次换用不同倍率的欧姆挡,都要进行电阻调零。
2.用多用电表测量二极管的正反向电阻过程中要让学生知道:(1)二极管有单向导电性,电流从正极流入时电阻较小,电流从负极流入时电阻较大。
(2)用欧姆挡测量电阻时,在电表内部电流方向是从红表笔流到黑表笔,在电表外部电流从黑表笔流到红表笔。
这样二极管接入欧姆表的红、黑表笔间时,正接电阻较小,反接后电阻较大。
电阻较小时与黑表笔连接的那个极就是二极管的正极,电阻较大时与黑表笔连接的那个极是二极管的负极。
本章选多用电表为载体的目的是创设探究情境,这一探究情境既包含有实物感性的激发,又涉及创造理性问题思考的氛围,力求让学生在实践和理性探究的过程中,学习与电路相关的知识,领悟探究过程中的科学思想、方法的意义和价值,同时感悟情感、态度和价值观在探究过程中的作用。
参考资料多用电表用途“多”1.检测大容量电容器对于容量较大(1μF以上)的电容器,可用多用电表的电阻(R×100挡或R×1k挡)进行简易检测。
2018版高中物理 第3章 从电表电路到集成电路 3.4 多用电表电路分析与设计 沪科版选修3-1
二、多用电表测电流电路
有一个满偏电流Ig＝50 μA、内阻Rg＝1 000 Ω的电流表，现 成一个量程为0～3 A的电流表，应如何做？ 答案
要点总结 1.小量程电流表改装成大量程电流表需 并 联一个分流电 2.满偏电流为Ig、内阻为Rg的电流表改装成量程为I的电流 所示.
图3
(1)由 IgRg＝(I－Ig)Rx
学案4 多用电表电路分析与设
目标定位 1.掌握将小量程电流表改装成大量程电压表的原理， 计算. 2.掌握将小量程电流表改装成大量程电流表的原理， 计算．
内容索引
知识探究
达标检
1
知识探究
一、多用电表测电压电路
实验室有一表头G，满偏电流为5 mA，电阻为100 Ω，现 电压表测量5 V的电压，能直接测量吗？若不能，应采取
得 Rx＝II－gRIgg
RxRg
(2)改装后的电流表内阻为 RA＝_R_x_＋__R_g_.
3.双量程电流表的电路中需接两个电阻，电2 一个电流表的电阻RA为0.18 Ω，最大量程为10 A， 个刻度.现将其最大量程扩大为100 A，需___并___联一个__ 此时刻度盘每个刻度表示___1___A；新的电流表的内阻为_
典型例题 例1 有一个电流计G，内电阻Rg＝10 Ω，满偏电流Ig＝3 m (1)要把它改装成量程为3 V的电压表，应该串联一个多大 电压表的内阻是多大？
答案 解析
990 Ω 1 000 Ω
(2)若要把它改装成量程为15 V的电压表，应该串联一个 改装后的电压表的内阻是多大？
答案 解析
4 990 Ω 5 000 Ω
答案 解析
三、伏安法测电阻 电压表、电流表都是由小量程的电流表改装而成，电压表 穷大，电压表与电阻并联时是否会分流？电流表的内阻不 与电阻串联时是否会分压？用伏安法测量电阻R时，电表 结果是否有影响？ 答案 会分流 会分压 有影响
高中物理第3章从电表电路到集成电路3.4多用电表电路分析与设计沪科版选修3_1
有一个电流表 G，内电阻 Rg＝10 Ω，满偏电流 Ig＝3 mA.要把它改 装成量程为 0～3 V 的电压表，应该串联一个多大的电阻？改装后电压表的内电 阻是多大？
思路点拨：解答本题可以按照以下思路进行分析：
【解析】
电流表的满偏电压为：
Ug＝IgRg＝3×10－3×10 V＝0.03 V 串联电阻需承担的电压为： U′＝U－Ug＝3 V－0.03 V＝2.97 V U′ 2.97 V 串联电阻的阻值：R＝ I ＝ ＝990 Ω －3 3×10 A g 改装后的内阻为：Rv＝R＋Rg＝1 000 Ω.
知 识 脉 络
[自 主 预 习· 探 新 知]
[知识梳理] 一、多用电表测电压电路 1．多用电表的表头
2．电路设计 (1)电路组成：由表头和 分压电阻 组成．
图 341 (2)分压电阻的确定：根据串联电路的特点 U＝ Ug＋UR
U －Rg I ( R ＋ R ) g g I ，即 U＝ 可得 R＝ g
【提示】 (1)× 多用电表测电压电路表头和分压电阻串联． (3)× 分压电阻的阻值等于量程与满偏电流的比值减去表头内阻． (6)× 分流电阻和表头并联．两者电流不相等．
2．电流表的内阻是 Rg＝200 Ω，满刻度电流值是 Ig＝500 μA，现欲把这电 流表改装成量程为 3.0 V 的电压表，正确的方法是( ) 【导学号：69682159】 A．应串联一个 1 800 Ω 的电阻 B．应并联一个 0.1 Ω 的电阻 C．应串联一个 5 800 Ω 的电阻 D．应并联一个 1 800 Ω 的电阻
C [把电流表改装成 3 V 的电压表需要串联分压电阻，分压电阻阻值为：R 3 U ＝I －Rg＝ Ω－200 Ω＝5 800 Ω.] 500×10－6 g
高中物理 第3章 从电表电路到集成电路 3.4 多用电表电路分析与设计教案1 沪科版选修3-1
3.4多用电表电路分析与设计【教学目标】1.通过对欧姆表的讨论，提高应用闭合电路欧姆定律分析问题的能力，知道欧姆表侧电阻的原理。
2.了解欧姆表的内部结构和刻度特点。
【知识梳理】要点一 欧姆表的原理和选挡1．原理欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的测量电阻的仪表，可以直接读出电阻值，比用伏安法测电阻要方便得多．原理如图所示．调零时，I g ＝E R g ＋r ＋R ＝E R 内；测量时，I ＝E R 内＋R x. 只要将对应R x 值的电流刻度I 改为阻值R x ，即为欧姆表．注意 红表笔接欧姆表内部电源负极，而黑表笔接内部电源的正极．2．欧姆表的选挡从理论上讲，欧姆表可直接测量从零至无限大之间任何阻值的电阻，但由于面板刻度不均匀，使得在零值附近和无限大值附近很难准确地读出被测电阻的数值(测量误差很大)．一般来说，欧姆表刻度标尺长度的10%～90%之间为有效工作刻度．另外当R x ＝R 内，即在中值附近时，指针偏角Φ与R x 的关系比较接近线性，刻度较均匀，因此，在具体测量时，最好使指针位于中央附近，这就是选挡的依据．在使用欧姆表前，首先应估测待测电阻的大小，选择合适的挡位(通常按大量程向小量程挡位顺序选择)．如果选择的挡位不合适，则应重新换挡，若指针偏角较小，则应选择倍率高一挡的挡位，反之则选低一挡的挡位．要点二 多用电表使用的注意事项1．表盘面上“＋”“－”插孔表示直流电流挡、直流电压挡的正、负接线柱，因此，不管测什么，首先将红表笔插入“＋”插孔，将黑表笔插入“－”插孔．那么用直流电流挡、直流电压挡时，电流从红表笔流入，从黑表笔流出；用电阻挡时由原理图可知，红表笔连接的是表内电源的负极．黑表笔连接的是表内电源的正极，因此，电流还是从红表笔流入，从黑表笔流出．2．测量前，应把选择开关旋到相应项目的适当量程上，读数时要注意挡位与刻度盘的对应．直流电流挡、直流电压挡跟电流表和电压表的使用方法一样．要注意所选的量程应大于用电器两端电压的估计值和通过用电器电流的估计值．3．欧姆挡的使用需要注意以下几点：①选挡接着调零(选挡的原则：指针越接近中值电阻，读数越精确)；②换挡重新电阻调零；③示数要乘以倍率；④用完后将选择开关拨离欧姆挡，一般旋至交流电压最高挡或“OFF”挡上，长期不用时应把电池取出；⑤被测电阻要跟电源、其他元件分离.当堂检测一选择题1.如图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300A μ，内阻100g R =Ω.调零电阻最大值50R K =Ω，串联的固定电阻050R =Ω.电池电动势1.5E V =，用它测量电阻x R ，能准确测量的阻值范围是 A 、30K Ω～80K Ω B 、3K Ω～8K ΩC 、 300Ω～800ΩD 、30Ω～80Ω2.用多用电表测直流电压U 和测电阻R 时，若红表笔插入多用表的（＋）插孔，则( ) A.测U 时电流从红表笔流入多用表，测R 时电流从红表笔流出多用表B.测U 、R 电流均从红表笔流入多用表C.测U 、R 电流均从红表笔流出多用表D.测时U 电流从红表笔流出多用表，测R 时电流从红表笔流入多用表3.如图所示将一光敏电阻接入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关至于欧姆档，用光照光敏电阻时，表针的偏角为θ；先用手掌挡住部分光线，表针的偏角为θ'，则可判断 （ ）Ａ．θ'=θ Ｂ．θ'＜θ Ｃ．θ'＞θ Ｄ．不能确定4. 用欧姆表测一个电阻R 的阻值，选择旋钮置于“×10”挡，测量时指针指在100与200刻度的正中间，可以确定 （ ）A.150R =ΩB. 1500R =ΩC. 1000Ω＜R ＜1500ΩD. 1500Ω＜R ＜2000Ω5.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.现将多用电表转换开关拨到R ×100Ω挡，分别测它们的正负电阻加以鉴别：测甲元件时，0.5R R K ==Ω正反；测乙元件时，0.5R K =Ω正，100R K =Ω反；测丙元件时，开始指针0R X R偏转到0.5KΩ，接着读数逐渐增大，最后停在100KΩ上.则甲、乙、丙三个元件分别是( )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、电容课后练习与提高6.有一内阻未知（约25KΩ ~ 35KΩ）、量程未知（约25V ~ 35V），共有30个均匀小格的直流电压表○V．（1）某同学在研究性学习过程中想通过上述电压表测量一个多用表中欧姆档的内部电源的电动势，他们从多用表刻度盘上读出电阻刻度中间值为30．A．请你将他们的实验电路连接起来．他们在实验过程中，欧姆档的选择开关拨至倍率“×_______”．B．在实验中，同学读出电压表的读数为U，欧姆表指针所指的刻度为n，并且在实验过程中，一切操作都是正确的，请你导出欧姆表电池的电动势表达式．（2）若在实验过程中测得该电压表内阻为30KΩ，为了测出电压表的量程，现有下列器材可供选用，要求测量多组数据，并有尽可能高的精确度．标准电压表○V1：量程3V，内阻3KΩ电流表○A：量程0~3A，内阻未知滑动变阻器：总阻值1KΩ稳压电源E：30V，内阻不能忽略电键、导线若干A．在右边方框中画出实验电路图U= ______________．B．选用记录数据中任一组，写出计算量程的表达式g式中各字母的意义是：---------------------------------------------------------------------------. 7.使用中值电阻为25Ω（×1档）的多用电表测量两个定值电阻1R和2R，（已知1R和2R的阻值分别约为20Ω和30KΩ,在下列各项操作中选出尽可能准确地测量各阻值、并符合多用电表使用规则的操作：A.转动选择开关使其尖端对准“×1k”档B.转动选择开关使其尖端对准“×100”档D.转动选择开关使其尖端对准“×1”档。
【K12教育学习资料】2017_2018学年高中物理第3章从电表电路到集成电路3.1学习使用多用电表
3.1 学习使用多用电表[先填空]1．认识多用电表(1)多用电表由一个小量程的电流表(俗称表头)和电路元件组成．(2)面板的上半部为表盘，分别标有电压、电流和电阻的刻度线，用于读取有关电学量的测量值．(3)面板中央的定位螺丝为机械调零旋钮．用于调节指针的“0”位．图311(4)面板下半部中间的旋钮是功能选择开关，周围标有各种测量功能及量程．其中“”表示直流电压挡，“”表示交流电压挡，“mA”表示直流电流挡，“Ω”表示电阻挡．面板上边有一个电阻挡的调零旋钮．(5)面板的下方有两个标有“＋”、“－”号的插孔，用于插红、黑测试表笔．2．机械调零使用多用电表前，应检查指针是否停在刻度线左端的“0”位置．如果没有停在“0”位置，要用螺丝刀轻轻转动机械调零旋钮，使指针指零．再将红、黑测试表笔分别插入“＋”、“－”插孔．3．电压、电流、电阻的测量利用多用电表测量电压、电流和电阻时，要根据所需测量的电学量，将功能选择开关旋转到相应的测量挡位和量程上．测量结束后，要将功能选择开关旋转到交流电压挡的最大量程处或“off”处，以保护多用电表．[再判断]1．多用电表的表头是一个小量程的电流表．(√)2．面板中央的定位螺丝可以用来电阻调零．(×)3．使用多用电表时应使电流从红表笔流入，黑表笔流出．(√)[后思考]仔细观察多用电表的刻度盘，电压、电流、电阻的刻度都是均匀分布的吗？电压、电流的零刻度在刻度盘哪一侧？电阻的零刻度又在哪一侧？【提示】电压、电流的刻度是均匀分布的，电阻的刻度不均匀．电压、电流的零刻度在左侧．电阻的零刻度在右侧．[合作探讨]探讨1：怎样使用多用电表测量直流电压和直流电流？【提示】测直流电压时，将选择开关置于直流电压挡合适的量程，用表笔将多用电表和被测电路并联．测直流电流时，将选择开关置于直流电流挡合适的量程，用表笔将多用电表和被测电路串联．探讨2：测新的电阻时一定要重新调整欧姆零点吗？【提示】不一定，若仍然用原欧姆挡不用重新调整欧姆零点，若换用其他的欧姆挡需要重新调整欧姆零点．因为换挡后表内的电路连接发生了改变，故需要重新短接两个表笔，重新欧姆调零．[核心点击]1．直流电压和直流电流的测量(1)将多用电表选择开关置于直流电压挡，并选择好量程，按如图312(1)所示电路，测小电珠两端的电压．(2)将选择开关置于直流电流挡，并选择合适量程，按如图312(2)所示电路，测量通过小电珠的电流．(1) (2)图3122．电阻的测量(1)选挡：选择欧姆挡量程时，应尽可能使指针指在中央刻度的位置附近．把选择开关旋到欧姆挡上，并根据估测电阻的大小，把选择开关旋到相应的挡位．(2)调零：把两根表笔接触，调整欧姆挡的调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零刻度上．(注意：电阻挡的零刻度在刻度盘的右端)(3)测量(读数)：把两只表笔分别与待测电阻的两端相接，进行测量，表针示数乘以量程倍率数，即为待测电阻的阻值．1．如图313所示为一已进行机械调零可供使用的多用电表，S为选择开关，Q为电阻挡调零旋钮．现要用它检测两个电阻的阻值(图中未画电阻)，已知阻值分别为R1＝20 Ω，R2＝470 kΩ，下面提出了在测量过程中一系列可能的操作，请你选出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．图313A．旋动S使其尖端对准电阻挡×1 kB．旋动S使其尖端对准电阻挡×100C．旋动S使其尖端对准电阻挡×10D．旋动S使其尖端对准电阻挡×1E．旋动S使其尖端对准交流电压挡×500F．将两表笔分别接到R1的两端，读出R1的阻值，随后立即断开G．将两表笔分别接到R2的两端，读出R2的阻值，随后立即断开H．两表笔短接，调节Q使表针对准电阻挡刻度盘上的0，随后立即断开所选操作及其顺序为(用字母代号填写)：________(操作步骤可以重复选用)【解析】用多用电表测量电阻时，量程的选择以指针指中央附近时读数最准确，由表盘中值示数约15可知，测R1＝20 Ω的电阻时，只能选“×1”挡；测R2＝470 kΩ时，应选择“×1 k”挡，并且在每次选定量程后，都必须将两表笔短接，进行欧姆调零，所以题目中所给操作H需重复选用．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，功能选择开关必须旋离电阻挡，拨到交流电压最高挡或“off”挡，所以合理的操作及顺序为AHGDHFE或DHFAHGE.【答案】AHGDHFE(或DHFAHGE)2．图314为一正在测量中的多用电表表盘．图314(1)如果是用×10 Ω挡测量电阻，则读数为______Ω.(2)如果是用直流10 mA挡测量电流，则读数为______mA.(3)如果是用直流5 V挡测量电压，则读数为______V.【解析】①60 Ω②7.6 mA ③3.80 V【答案】见解析3．某同学使用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值，先把选择开关旋到“×1 k”挡位，测量时指针偏转如图315所示．请你简述接下来的测量操作过程：图315(1)______________________________________________________________(2)______________________________________________________________(3)______________________________________________________________(4)测量结束后，将选择开关旋到“off”挡．【解析】欧姆表读数时，指针在中央位置附近时最准确．开关旋到“×1 k”挡位时，指针偏角太大，所以改换成小挡位“×100”；换挡后，应对欧姆表重新进行调零；所测电阻阻值等于欧姆表表盘示数乘以倍数．【答案】(1)断开待测电阻，将选择开关旋到“×100”挡(2)将两表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指向“0 Ω”(3)再接入待测电阻，将指针示数×100，即为待测电阻阻值2．选挡时若无法估计待测电阻大小，是应将选择开关旋到“×1”挡，欧姆调零后，将红、黑表笔分别接到电阻两端，若指针偏角太小，则逐渐增大量程，直到指针指到中值电阻附近为止．1．晶体二极管，是用半导体材料制成的电子元件．二极管有两根引线，一根叫正极，一根叫负极．2．二极管具有单向导电性．当给二极管加上一定的正向电压时，它的电阻值很小；当给二极管加上反向电压时，它的电阻值变得很大．3．二极管的符号：.[再判断]1．使用多用电表测量直流电压、电流时，不需要机械调零．(×)2．多用电表电阻挡换挡后要重新调零．(√)3．晶体二极管当电流从正极流出时电阻很小．(×)[后思考]多用电表使用前，应调整什么位置，其目的是什么？【提示】用螺丝刀调节表盘中央的定位螺丝，使指针指在表盘刻度左端的零位置．[合作探讨]探讨1：晶体二极管典型的导电特性是什么？【提示】“单向导电性”．探讨2：怎样确定二极管的正、负极？【提示】多用电表测某个物理量时，不论是电流、电压还是电阻，电流的流向总是从“＋”流入，“－”流出，用欧姆挡测二极管的电阻，黑表笔接二极管正极时，测得电阻比较小．在确定二极管的正负极时，若测得二极管的电阻较小，此时，黑表笔连接的一端即为二极管的正极，红表笔连接的一端为二极管的负极．[核心点击]1.二极管的单向导电性：二极管(如图316所示)是一种半导体元件，它的特点是电流从正极流入时电阻比较小，而从负极流入时电阻比较大．图3162．根据二极管的单向导电性，可以用多用电表判断它的正负极．(1)用多用电表的电阻挡，量程拨到“×100”或“×1 k”的位置上，将红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“－”插孔，然后两表笔短接进行电阻挡调零后分别接二极管的两极，稳定后读取示数乘上倍率求出电阻R1；再将两表笔反过来连接二极管的两极，同理结合读数求出电阻R2.(2)在两次测量电阻差别明显的前提下，据红表笔与电表内部电源负极一端相连，黑表笔与电源正极一端相连知，电流从黑表笔流出，所以对测得电阻较小的那一次，与黑表笔相接的极为二极管的正极，与红表笔相接的极为二极管的负极．4．用多用电表的欧姆挡检测一个二极管，将多用电表的红表笔与二极管的a端连接，黑表笔与二极管的b端连接，测得二极管的电阻值为5 Ω，将多用电表的红表笔接二极管的b端，黑表笔接二极管的a端，测得其电阻值为900 Ω，实验说明二极管具有________；该二极管的正极是________端．【解析】用同一个多用表测量同一个二极管，两次电阻测量值差别较大，说明二极管具有单向导电性．在正向导通时，黑表笔所接的端为正极．【答案】单向导电性b5．某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻．完成下列测量步骤：(1)检查多用电表的机械零点．(2)将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，将选择开关拨至电阻测量挡适当的量程处．(3)将红、黑表笔________，进行欧姆调零．(4)测反向电阻时，将________表笔接二极管正极，将________表笔接二极管负极，读出电表示数．(5)为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘________(选填“左侧”“右侧”或“中央”)；否则，在可能的条件下，应重新选择量程，并重复步骤(3)、(4)．(6)测量完成后，将选择开关拨向________位置．【导学号：29682016】【解析】首先要机械调零．在选择倍率后还要进行欧姆调零，而且每一次换量程都要再次欧姆调零．(3)将红黑表笔短接，进行欧姆调零．测量二极管的反向电阻时应将红表笔接二极管的正极，黑表笔接负极．欧姆表盘的刻度线分布不均匀，在中央的刻度线比较均匀，所以尽量让指针指向表盘的中央．测量完成后应将开关打到“off”挡或交流电压最高挡．【答案】(3)短接(4)红黑(5)中央(6)“off”挡或交流电压最高挡6．实验桌上放着晶体二极管、电阻、电容各一只，性能均正常，外形十分相似，现将多用电表选择开关拨到“×100 Ω”挡，分别测它们的正、反向电阻加以鉴别；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，指针开始偏转到0.5 kΩ.接着读数逐渐增加，最后接近∞，利用所学知识区分二极管、电阻、电容分别是哪一个？【解析】要能判断出是何种元件，首先必须掌握各种元件的特点．电阻元件无极性，正、反电阻大小相等，故甲元件为电阻．二极管具有单向导电性，正向电阻阻值很小，反向电阻阻值很大．但两个阻值都是较稳定的，故乙元件为二极管．刚接通电容器时，由于电容器充电，通过表头的电流较大，指针偏角大，对应电阻值比较小，但随着充电电量的增大，电路中的电流逐渐变小，指针偏角逐渐减小，对应电阻值越来越大，即丙元件为电容．【答案】甲是电阻，乙是二极管，丙是电容．。
2017_2018学年高中物理第3章从电表电路到集成电路3.3探究电阻定律学案沪科版选修3_1
3.3 探究电阻定律．掌握电阻的串、并联的规律，[先填空]1．内容对同种材料的导体而言，导体的电阻与它的长度成正比，与它的横截面积S成反比；导体电阻与构成导体的材料有关．2．公式R＝ρL S .3．符号意义L表示导体沿电流方向的长度，S表示垂直于电流方向的横截面积，ρ是电阻率．[再判断]1．决定导体电阻的因素有两个，即长度和横截面积．(×)2．导体的电阻率大，导体的电阻一定大．(×)3．导体的电阻率与导体的长度和横截面积都有关系．(×)[后思考]1．观察户外的输电高压线，猜想输电线的电阻决定于哪几个因素？【提示】决定于输电线的长度、粗细(横截面积)和材料．2．某材料的电阻率小，用它制成的电阻一定小吗？【提示】不一定．电阻率是反映材料导电性能的物理量，它与导体的长度和横截面积无关，只与导体的材料和温度有关，电阻率小表示该材料导电性能好，但用其制作的导体的电阻并不一定小，因导体的电阻不仅取决于电阻率，还取决于导体的长度和横截面积．[合作探讨]如图331所示，为一电阻率为ρ的长方体铜柱，各边尺寸标注如图，a、b、c、d为四个接线柱．图331探讨1：ab端接入电路和cd端接入电路时铜柱的电阻相同吗？若不相同，哪种情况大些？【提示】不相同．ab端接入电路时铜柱的电阻大些．探讨2：试用题中所给符号表示ab端和cd端接入电路时的电阻．【提示】R ab＝ρlmn，R cd＝ρmnl.[核心点击]1．公式中各物理量的意义R＝ρLS是导体电阻的决定式，其中ρ为材料的电阻率，它与材料和温度有关，公式中的L是沿电流方向的导体的长度，横截面积S是垂直于电流方向的横截面积．2．应用电阻定律解题时应注意的几个问题(1)同一段导线的拉伸或压缩的形变中，导线的横截面积随长度而发生变化，但导线的总体积不变，即V＝SL＝S′L′，这是隐含条件，也是解题的关键；(2)应用电阻定律解题时，要注意适用条件：公式R＝ρLS适用于粗细均匀的金属导体；(3)应用电阻定律解题时，若温度变化，应注意电阻率ρ随温度而发生的变化，并由此引起的电阻变化．1．一根阻值为R的均匀电阻丝，长为L，横截面积为S，设温度不变，在下列哪些情况下其电阻值仍为R( )【导学号：29682018】A．当L不变、S增大一倍时B．当S不变、L增大一倍时C ．当L 和S 都缩为原来的1/2时D ．当L 和横截面的半径都增大一倍时【解析】 由R ＝ρL S得：L 不变、S 增大一倍时R 变为原来的1/2；S 不变、L 增大一倍时R 变为原来的2倍；L 、S 都缩为原来的1/2时，R 不变；L 和横截面的半径都增大一倍时，R 变为原来的1/2.【答案】 C2．如图332所示，R 1和R 2是材料相同、厚度相同、表面均为正方形的导体，R 1边长为2L ，R 2边长为L ，若R 1的阻值为8 Ω，则R 2的阻值为( )图332A ．4 ΩB ．8 ΩC ．16 ΩD ．64 Ω【解析】 设导体材料厚度为h ，根据电阻定律R ＝ρLS 得R 1＝ρ2L h ×2L ＝ρh＝8 Ω，R 2＝ρLh ×L＝ρh＝8 Ω，B 正确．【答案】 B3．两根完全相同的金属丝甲和乙，长度均为L ，横截面积均为S ，将乙拉长为原来的两倍后，将两根金属丝串联在同一电路中，甲、乙金属丝两端的电压之比为( )【导学号：29682019】A ．1∶2B ．2∶1C ．1∶4D ．4∶1【解析】 乙拉长为原来的2倍时，截面积减小为原来的一半，由R ＝ρLS可知，电阻变为原来的4倍；两电阻串联时，电压之比等于电阻之比，故电压之比为1∶4，故选C.【答案】 C公式R ＝ρLS的应用技巧(1)公式R ＝ρL S中的L 是沿电流方向的导体长度，S 是垂直电流方向的横截面积． (2)一定几何形状的导体电阻的大小与接入电路的具体方式有关，在应用公式R ＝ρL S求电阻时要注意导体长度和横截面积的确定．(3)一定形状的几何导体当长度和横截面积发生变化时，导体的电阻率不变，体积不变，由V ＝SL 可知L 和S 成反比，这是解决此类电阻变化问题的关键．[先填空]1．串联电路的等效总电阻与各电阻R 1，R 2，…，R n 的关系是：R ＝R 1＋R 2＋…＋R n .即R总＝∑ni ＝1R i .2．并联电路的等效总电阻值R 与各支路的电阻R 1，R 2，…，R n 的关系是：1R ＝1R 1＋1R 2＋…＋1R n，即1R 总＝∑ni ＝11R i ，对两个电阻的并联能直接写出：R ＝R 1R 2R 1＋R 2. 3．混联电路可以用等效电路的方法来处理．如：――→等效为图333 图334[再判断]1．串联电路的总电阻大于电路中的每一个电阻．(√) 2．并联电路的总电阻等于各支路电阻的倒数之和．(×)3．两并联电阻的电流与电阻成反比，两串联电阻的电压与电阻成正比．(√) [后思考]应用电阻定律分析为什么串联电路的总电阻比其中每个电阻都大，而并联电路的总电阻比其中每个电阻都小？【提示】 串联电路相当于增大了导体的长度而并联电路相当于增大了导体的横截面积．[合作探讨]如图所示，图335(1)为电阻R 1，R 2，R 3组成的串联电路；图335(2)为电阻R 1，R 2，R 3组成的并联电路．(1) (2)图335探讨1：图(1)中总电压U 与各电阻两端电压U R 1，U R 2，U R 3存在怎样的关系？各电阻两端电压与电阻存在怎样的关系？【提示】 U ＝U R 1＋U R 2＋U R 3.各电阻两端电压与电阻成正比．探讨2：图(2)中总电流I 与各支路电流I 1，I 2，I 3存在怎样的关系？各支路的电流与电阻存在怎样的关系？【提示】 I ＝I 1＋I 2＋I 3.各支路的电流与电阻成反比． [核心点击]1．串、并联电路中总电阻R 总的比较(1)串联电路中各电阻两端的电压跟它的阻值成正比．推导：在串联电路中，由于U 1＝I 1R 1，U 2＝I 2R 2，U 3＝I 3R 3，…，U n ＝I n R n ，而I ＝I 1＝I 2＝…＝I n ，所以有U 1R 1＝U 2R 2＝…＝U n R n ＝UR 总＝I . (2)并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比．推导：在并联电路中，U 1＝I 1R 1，U 2＝I 2R 2，U 3＝I 3R 3，…，U n ＝I n R n ，而U 1＝U 2＝…＝U n ， 所以有I 1R 1＝I 2R 2＝…＝I n R n ＝I 总R 总＝U . 3．关于电阻的几个常用推论(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的电阻． (2)并联电路的总电阻小于其中任一支路的电阻．(3)n 个相同电阻R 并联时其总电阻为R 总＝Rn. (4)n 个相同电阻R 串联时其总电阻为R 总＝nR .(5)多个电阻无论串联还是并联，其中任一电阻增大或减小，总电阻也随之增大或减小．4．三个电阻的阻值之比为R 1∶R 2∶R 3＝1∶2∶5，并联后接入电路，则通过三个支路电流的比值为( )A ．1∶2∶5B ．5∶2∶1C ．10∶5∶2D ．2∶5∶10【解析】 三个电阻并联，电压相等，设为U ，由欧姆定律得I ＝U R，所以I 1∶I 2∶I 3＝U R 1∶U R 2∶U R 3＝1R 1∶1R 2∶1R 3＝11∶12∶15＝10∶5∶2，C 对，A 、B 、D 错． 【答案】 C5．三个阻值都为12 Ω的电阻，它们任意连接、组合，总电阻不可能为( ) A ．4 Ω B ．24 Ω C ．18 ΩD ．36 Ω【解析】 若三个电阻并联，R 总＝13R ＝4 Ω；若三个电阻串联，R 总＝3R ＝36 Ω；若三个电阻混联，即两个电阻并联后和第三个电阻串联，R 总＝R ＋12R ＝12 Ω＋6 Ω＝18 Ω.两个电阻串联后与第三个电阻并联，R 总＝2R ·R2R ＋R＝8 Ω.【答案】 B6.如图336所示，电阻R 1，R 2，R 3的阻值相等，电池的内阻不计，开关S 闭合前流过R 2的电流为I ，求S 闭合后流过R 2的电流大小．图336【解析】 设电池两端的电压恒为U ，电阻阻值为R ，开关S 闭合前电阻R 1，R 2两电阻串联，R 2的电流为I ，由欧姆定律得：U ＝I (R 1＋R 2)＝2IR ，S 闭合后R 2，R 3并联再和R 1串联，由欧姆定律得：U ＝I ′32R ，联立解得：I ′＝43I ，R 2中的电流大小是干路中的一半：I 2′＝12I ′＝23I .【答案】 23I串、并联电路的分析技巧(1)计算时首先要分清电路的串、并联关系．(2)如果是混联电路，可以把部分电路进行等效，把整体电路简化为串联电路或并联电路．(3)串联电路具有分压作用，并联电路具有分流作用．(4)分析串联电路要从电流处处相等入手，分析并联电路要从各支路电压都相等入手．。
2017_2018学年高中物理第3章从电表电路到集成电路3.2研究电流电压和电阻学案沪科版选修3_1
3.2研究电流、电压和电阻学习目标知识脉络1.知道电流的定义及形成电流的Q 微观机理，掌握定义式I＝和决定t式I＝nqv S．(重点)2．理解电压就是沿电流方向的电势降落．(难点)3．知道电阻形成原理及电阻与温度的关系.电流电压电阻[先填空]1．电流(1)定义：物理学中把流过导体某一横截面的电荷量Q跟所用时间t的比值I叫做电流．Q(2)定义式：I＝.t(3)单位：安培．常用单位还有毫安和微安；换算关系：1 A＝103mA＝106μA.(4)电流的方向：电流的方向规定为正电荷定向移动的方向．(5)物理意义：反映电流强弱的物理量．2．电流的形成(1)电源在导体中产生电场，导体中的自由电子在电场力的作用下，发生定向移动，形成电流．(2)导体电流的微观表达式I＝nqvS.3．电压(1)沿电流方向上的任意两点间都有电势差，这就是电路中的电压．(2)电路中沿电流方向的电势是逐渐降低的．4．电阻(1)金属导体中的自由电子，在电场力作用下做定向运动的过程中，自由电子与晶体点阵上的原子实碰撞形成对电子定向运动的阻碍作用，是“电阻”产生的原因．(2)纯金属电阻的阻值与温度间的关系：R＝R0(1＋αt)，式中R表示金属在t ℃时的电阻，R0表示金属在0 ℃时的电阻值，α叫做电阻的温度系数．[再判断]1．在电路中沿着电流的方向电势逐渐升高．(×)2．电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多. (√)3．自由电子与原子实的碰撞是产生电阻的根本原因．(√)[后思考](1)假设电源两极的电压为1.5 V，若选择电源的正极为零电势点，那么它的负极电势是多少？【提示】－1.5 V.(2)电阻元件在通电时发热的原因是什么？【提示】电阻元件通电时，自由电子不断地与晶体点阵上的原子实碰撞，将它的一部分动能传递给原子实，使原子实的热振动加剧，导体的温度就升高了．[合作探讨]如图321所示，把电源用导线连接在插入食盐水中的两个金属电极上，电路中形成电流．图321探讨1：盐水中的电流和金属导线中的电流形成机制有什么不同？【提示】盐水中的电流是Cl－离子和Na＋离子同时反向定向移动形成的，金属导线中的电流是自由电子定向移动形成的．探讨2：盐水中的电流沿什么方向？【提示】左．探讨3：假设t s内有N个Cl－和N个Na＋通过图中虚面，则电路中的电流多大？2 Ne【提示】I＝.t[核心点击]1．理解电流概念需注意的几个要点q(1)公式I＝中，q是通过导体横截面的电荷量，而不是通过导体单位横截面积的电荷量．t(2)当导体中有正、负电荷同时向相反方向定向移动形成电流时，公式中的q应为通过导体横截面的正、负两种电荷电荷量的绝对值之和．(3)横截面的选取是任意的，电流的大小与横截面无关．(4)电流的方向规定为正电荷定向移动的方向，它与负电荷定向移动的方向相反．在电源外部的电路中，电流的方向是从电源的正极流向负极；在电源的内部，电流是从电源的负极流向正极．电流虽然有大小和方向，但电流是标量，而不是矢量．因此电流的合成不遵循平行四边形定则．2．电流的微观表达式I＝nqSv(1)建立模型图322如图322所示，AB表示粗细均匀的一段导体，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v.设导体的长度为L，横截面积为S，导体单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q.(2)理论推导导体AB中的自由电荷总数N＝nLS总电荷量Q＝Nq＝nLSq所有这些电荷都通过导体横截面所需要的时间Lt＝vQ Q nLSq根据公式I＝知，导体AB中的电流I＝＝＝nqSv.t t Lv(3)结论由此可见，从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、自由电荷的电荷量、自由电荷定向移动的速率以及导体的横截面积．3．三种速率的区别电子定向移动的速率电子热运动的速率电流传导的速率构成导体的电子在不等于光速，闭合开关的瞬间，电流是由电荷的定向移停地做无规则热运动，电路中各处以光速c建立恒定动形成的，电流I＝neSv，物理由于热运动向各个方电场，在恒定电场的作用下，其中v就是电子定向移动意义向运动的机会相等，电路中各处的自由电子几乎同的速率，一般为10－5 m/s故不能形成电流，常时开始定向移动，整个电路也的数量级温下电子热运动的速几乎同时形成了电流率数量级为105 m/s大小10－5 m/s 105 m/s 3×108 m/s1．(多选)半径为R的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q，现使圆环绕中心轴线以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流应有()A．若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍B．若电荷量不变而使ω变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍C．若使ω、Q不变，则橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变大 D．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，电流将变小【解析】正电荷Q均匀分布在橡胶环上，当环转动时，在环上任取一截面，则一个周期Q 2πQT内穿过此截面的电荷量为Q，由电流的定义式I＝及T＝得，环中等效电流为I＝＝T ωTQω，故选A、B.2π【答案】AB2．示波管中，2 s内有6×1013个电子通过横截面大小不知的电子枪，则示波管中电流大小为()A．4.8×10－6 A B．3×10－13 AC．9.6×10－6 A D．无法确定【解析】由电流的定义得q 6 × 1013 × 1.6 × 10－19I＝＝A＝4.8×10－6 A，A正确，B、C、D错误．t 2【答案】 A3．导体中电流I的表达式I＝nqSv，其中S为导体的横截面积，n为导体每单位体积内的自由电荷数，q为每个自由电荷所带的电荷量，v是()A．导体运动的速率B．导体传导的速率C．电子热运动的速率D．自由电荷定向移动的速率【解析】从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、定向移动速率，还与导体的横截面积有关，故选D.公式I＝nqSv中的v就是自由电荷定向移动的速率．【答案】 D4．如图323所示，一根截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为q，当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于橡胶棒运动而形成的等效电流大小为()【导学号：29682017】图323qA．vq B.vqvC．qvS D.SQ 【解析】设在t时间内通过截面的电荷量为Q，则Q＝vt·q，所以I＝＝vq，应选A.t 【答案】 A5．如图324所示的电解槽中，如果在4 s内各有8 C的正、负电荷通过面积为0.8 m2的横截面AB，那么：图324(1)正、负离子定向移动的方向如何？(2)电解槽中的电流方向如何？(3)4 s内通过横截面AB的电量为多少？(4)电解槽中的电流为多大？【解析】(1)电源与电解槽中的两极相连后，左侧电极电势高于右侧电极，电极之间电场方向由左指向右，故正离子向右移动，负离子向左移动．(2)电解槽中的电流方向向右．(3)8 C的正电荷向右通过横截面AB，而8 C的负电荷向左通过该横截面，相当于又有8 C正电荷向右通过横截面，故4 s内通过横截面AB的电量为16 C.Q16(4)电流强度大小I＝＝A＝4 A.t 4【答案】(1)正离子向右移动负离子向左移动(2)向右(3)16 C(4)4 A计算电流大小的三种方法1．金属导体中电流的计算q 金属导体中的自由电荷只有自由电子，运用I＝计算时，q是某一时间内通过金属导体横t截面的电子的电荷量．2．电解液中电流的计算q 电解液中的自由电荷是正、负离子，运用I ＝计算时，q应是同一时间内正、负两种离子t通过横截面的电荷量的绝对值之和．3．环形电流的计算环形电流的计算采用等效的观点分析．所谓等效电流，就是把电子周期性地通过圆周上各处形成的电流看成持续不断地通过圆周上各处时所形成的电流．对周期性运动的电荷，常取一q q个周期来计算等效电流．利用I＝＝求等效电流．t T。
2017-2018学年沪科版高中物理选修3-1学案：第3章从电表电路到集成电路章末分层突破学案 Word版含答案
第3章 从电表电路到集成电路章末分层突破①串联②并联③电阻④正负极⑤I ＝Q t⑥I ＝nqSv⑦定向移动⑧电势⑨碰撞⑩R ＝ρL S⑪R 1＋R 2＋…＋R n⑫1R 1＋1R 2＋…＋1R n⑬1⑭1电阻定律及其应用1.电阻定律的公式为R ＝ρS，其中L 为导体长度，S 为导体横截面积，ρ为导体材料的电阻率．2．当导体的形状发生改变时(1)导体的电阻率不变．(2)导体总体积不变，根据V ＝SL ，当S 减小时，L 增大，因此要分析两方面的因素．如图31所示，P 是一个表面镶有很薄电热膜的长陶瓷管，其长度为L ，直径为D ，镀膜的厚度为d ，管两端有导电金属箍M 、N .现把它接入电路中，测得它两端电压为U ，通过它的电流为I ，则金属膜的电阻为多少？镀膜材料电阻率为多少？【导学号：29682021】图31【解析】 由欧姆定律可得R ＝U I，沿着L 的方向将膜层展开，如图所示，则膜层等效为一电阻，其长为L ，横截面积为管的周长×厚度d .由电阻定律R ＝ρL S可得 R ＝ρL 2πD 2·d ＝ρL πDd ，则U I ＝ρL πDd ，解得ρ＝U πDd IL. 【答案】 U I U πDd IL1．导体的电阻由ρ、L 、S 共同决定，在同一段导体的拉伸或压缩形变中，导体的横截面积、长度都变，但总体积不变，电阻率不变．2．公式R ＝ρL S适用于温度一定、粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液．1.(1)将表头改装为大量程的电压表需串联一个分压电阻．(2)将表头改装为大量程的电流表需并联一个分流电阻．2．多用电表测电阻的方法(1)首先要选择合适的电阻档，如×1，×10，×100…….(2)选挡后要调整． (3)读数后要乘以所选挡位的倍率．(1)用多用电表测直流电流时，应把选择开关旋至标有________处，并把多用电表________联接入被测电路中．当测直流电压时，应把选择开关旋至标有________处，并把多用电表与被测电路________联．测直流电压和电流时，都必须把红表笔接在________处，即电流从________表笔流进．(2)如图32所示Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条线分别表示多用电表指针的指示位置．图32①将多用电表选择开关置于“×1”挡，Ⅰ的示数为________Ω，Ⅱ的示数为________Ω.②将选择开关置于直流“50 V”挡，Ⅰ的示数为______V，Ⅱ的示数为________V，Ⅲ的示数为________V.③选择开关置于直流“250 V”挡时，Ⅰ的示数为____V，Ⅱ的示数为________V.【解析】(1)多用电表测直流电流时，选择开关应置于标有mA处，且把电表串联接入被测电路中．测直流电压时，把选择开关置于标有“V”处，且并联于被测电路两端．因红表笔与表头正接线柱相连，黑表笔与表头负接线柱相连，因此测直流电压和直流电流时，都必须把红表笔接在高电势处，即电流从红表笔进入．(2)多用电表测电流或电压时，只要根据旋钮所指示的量程看表盘相对应的刻度弧线，根据读数规则，直接读出指针指示的读数即可，而欧姆表的刻度指示数乘以挡位倍率，才是电阻的测量值．【答案】(1)mA 串V 并高电势红(2)①2436 ②25.021.5 13.0 ③125.0107.5用如图33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33(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________(选填“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【解析】多用电表测量电阻时，在测量之前就要观察指针是否在零刻度线上，若指针不在零刻度线上，用螺丝刀小心转动调零螺丝S，使指针对准电流的0刻线．然后转动选择开关K，选择量程，再将两表笔短接，调整调零电阻的旋钮T，使指针对准满偏刻度(即电阻的0刻线)，接下来才能将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接，测量被测电阻的阻值．若在测量过程中，发现指针偏转角度过小，表明被测的电阻阻值很大，这时要换用更高倍率的挡位．例如，本题就要从“×100”挡位更换到“×1 k”的挡位．【答案】(1)S (3)T 0刻线(4)ADC1．在“用多用电表测电阻、电流和电压”的实验中(1)(多选)用多用电表测电流或电阻的过程中( )A．在测量电阻时，更换倍率后必须重新进行调零B．在测量电流时，更换量程后必须重新进行调零C．在测量未知电阻时，必须先选择倍率最大挡进行试测D．在测量未知电流时，必须先选择电流最大量程进行试测(2)测量时多用电表指针指在如图32所示位置．若选择开关处于“10 V”挡，其读数为________ V；若选择开关处于“×10”挡，其读数为________200 Ω(选填：“大于”“等于”或“小于”)．图32【解析】(1)在测量电阻时，更换倍率后，欧姆表的内部电阻发生了变化，欧姆的零刻度在最右边，也就是电流满偏，所以必须重新进行调零，选项A正确；在测量电流时，根据电流表的原理，电流的零刻度在左边，更换量程后不需要调零，故选项B错误；在测量未知电阻时，若先选择倍率最大挡进行试测，当被测电阻较小时，电流有可能过大，所以应从倍率较小的挡进行测试，若指针偏角过小，再换用倍率较大的挡，选项C错误；在测量未知电流时，为了电流表的安全，必须先选用电流最大量程进行试测，若指针偏角过小，再换用较小的量程进行测量，选项D正确．(2)选择开关处于“10 V”挡，最小分度值为0.2 V，所以此时的读数为5.4 V，因多用电表的欧姆挡的刻度分布不是均匀的，越向左，刻度越密集，所以10至30的中间数值一定小于20，若选择开关处于“×10”挡，其读数小于200 Ω.【答案】 (1)AD (2)5.4 小于2．一根长为L 、横截面积为S 的金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积自由电子数为n ，电子的质量为m 、电荷量为e .在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v ，则金属棒内的电场强度大小为( )图33A.mv 22eLB.mv 2Sn e C ．ρ nev D.ρev SL【解析】 由电流定义可知：I ＝q t ＝nvtSe t＝neSv ， 由欧姆定律可得：U ＝IR ＝neSv ·ρL S ＝ρneLv ，又E ＝U L，故E ＝ρnev ，选项C 正确．【答案】 C3．如图34所示，其中电流表A 的量程为0.6 A ，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02 A ；R 1的阻值等于电流表内阻的12；R 2的阻值等于电流表内阻的2倍．若用电流表A 的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是( )图34A ．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04 AB ．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02 AC ．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06 AD ．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01 A【解析】 设电流表A 的内阻为R A ，用电流表A 的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值时，若将接线柱1、2接入电路，根据并联电路的特点，(I 1－I A )R 1＝I A R A ，解得I 1＝3I A ＝0.06 A ，则每一小格表示0.06 A ；若将接线柱1、3接入电路，则(I 2－I A )R 1＝I A R A ，解得I 2＝3I A ＝0.06 A ，则每一小格表示0.06 A ．选项C 正确．【答案】 C4．如图35所示的电路，R 0为定值电阻，R 为滑动变阻器，滑动触头P 滑动时，电路的总电阻发生变化，以下情况正确的是( )图35A．P向左滑动，总电阻变小B．P向右滑动，总电阻变小C．P滑动到最左端时，总电阻为R0D．P滑动到最右端时，总电阻为零【解析】R0为定值电阻，R为滑动变阻器，P向左滑动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，总电阻也减小，P向右滑动时，总电阻增大；P滑到最左端时，总电阻为零；P滑到最右端时，总电阻最大，故A正确，B、C、D错误．【答案】 A5．多用电表表头的示意图如图36所示．在正确操作的情况下：(1)若选择开关的位置如黑箭头所示，则测量的物理量是________．正确操作后发现指针的偏转角很小，那么接下来的正确操作步骤应该依次为：改用________倍率，然后________，将红、黑表笔分别接触被测电阻的两根引线，读出指针所指刻度，再乘以倍率，得测量值．(2)无论用多用电表进行何种测量(限于直流)，电流表都应该从________色表笔(选填“红”或“黑”)经“＋”插孔流入电表．图36【解析】(1)若选择开关的位置如黑箭头所示，则测量的物理量是电阻．正确操作后发现指针的偏转角很小，所选挡位太小，为准确测量电阻阻值，应改用×1 k倍率，然后进行欧姆调零，将红、黑表笔分别接触被测电阻的两根引线，读出指针所指刻度，再乘以倍率，得测量值．(2)无论用多用电表进行何种测量(限于直流)，电流都应该从红色表笔经“＋”插孔流入电表．【答案】(1)电阻 1 k 重新调零(2)红。
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3.1 学习使用多用电表[先填空]1．认识多用电表(1)多用电表由一个小量程的电流表(俗称表头)和电路元件组成．(2)面板的上半部为表盘，分别标有电压、电流和电阻的刻度线，用于读取有关电学量的测量值．(3)面板中央的定位螺丝为机械调零旋钮．用于调节指针的“0”位．图311(4)面板下半部中间的旋钮是功能选择开关，周围标有各种测量功能及量程．其中“”表示直流电压挡，“”表示交流电压挡，“mA”表示直流电流挡，“Ω”表示电阻挡．面板上边有一个电阻挡的调零旋钮．(5)面板的下方有两个标有“＋”、“－”号的插孔，用于插红、黑测试表笔．2．机械调零使用多用电表前，应检查指针是否停在刻度线左端的“0”位置．如果没有停在“0”位置，要用螺丝刀轻轻转动机械调零旋钮，使指针指零．再将红、黑测试表笔分别插入“＋”、“－”插孔．3．电压、电流、电阻的测量利用多用电表测量电压、电流和电阻时，要根据所需测量的电学量，将功能选择开关旋转到相应的测量挡位和量程上．测量结束后，要将功能选择开关旋转到交流电压挡的最大量程处或“off”处，以保护多用电表．[再判断]1．多用电表的表头是一个小量程的电流表．(√)2．面板中央的定位螺丝可以用来电阻调零．(×)3．使用多用电表时应使电流从红表笔流入，黑表笔流出．(√)[后思考]仔细观察多用电表的刻度盘，电压、电流、电阻的刻度都是均匀分布的吗？电压、电流的零刻度在刻度盘哪一侧？电阻的零刻度又在哪一侧？【提示】电压、电流的刻度是均匀分布的，电阻的刻度不均匀．电压、电流的零刻度在左侧．电阻的零刻度在右侧．[合作探讨]探讨1：怎样使用多用电表测量直流电压和直流电流？【提示】测直流电压时，将选择开关置于直流电压挡合适的量程，用表笔将多用电表和被测电路并联．测直流电流时，将选择开关置于直流电流挡合适的量程，用表笔将多用电表和被测电路串联．探讨2：测新的电阻时一定要重新调整欧姆零点吗？【提示】不一定，若仍然用原欧姆挡不用重新调整欧姆零点，若换用其他的欧姆挡需要重新调整欧姆零点．因为换挡后表内的电路连接发生了改变，故需要重新短接两个表笔，重新欧姆调零．[核心点击]1．直流电压和直流电流的测量(1)将多用电表选择开关置于直流电压挡，并选择好量程，按如图312(1)所示电路，测小电珠两端的电压．(2)将选择开关置于直流电流挡，并选择合适量程，按如图312(2)所示电路，测量通过小电珠的电流．(1) (2)图3122．电阻的测量(1)选挡：选择欧姆挡量程时，应尽可能使指针指在中央刻度的位置附近．把选择开关旋到欧姆挡上，并根据估测电阻的大小，把选择开关旋到相应的挡位．(2)调零：把两根表笔接触，调整欧姆挡的调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零刻度上．(注意：电阻挡的零刻度在刻度盘的右端)(3)测量(读数)：把两只表笔分别与待测电阻的两端相接，进行测量，表针示数乘以量程倍率数，即为待测电阻的阻值．1．如图313所示为一已进行机械调零可供使用的多用电表，S为选择开关，Q为电阻挡调零旋钮．现要用它检测两个电阻的阻值(图中未画电阻)，已知阻值分别为R1＝20 Ω，R2＝470 kΩ，下面提出了在测量过程中一系列可能的操作，请你选出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．图313A．旋动S使其尖端对准电阻挡×1 kB．旋动S使其尖端对准电阻挡×100C．旋动S使其尖端对准电阻挡×10D．旋动S使其尖端对准电阻挡×1E．旋动S使其尖端对准交流电压挡×500F．将两表笔分别接到R1的两端，读出R1的阻值，随后立即断开G．将两表笔分别接到R2的两端，读出R2的阻值，随后立即断开H．两表笔短接，调节Q使表针对准电阻挡刻度盘上的0，随后立即断开所选操作及其顺序为(用字母代号填写)：________(操作步骤可以重复选用)【解析】用多用电表测量电阻时，量程的选择以指针指中央附近时读数最准确，由表盘中值示数约15可知，测R1＝20 Ω的电阻时，只能选“×1”挡；测R2＝470 kΩ时，应选择“×1 k”挡，并且在每次选定量程后，都必须将两表笔短接，进行欧姆调零，所以题目中所给操作H需重复选用．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，功能选择开关必须旋离电阻挡，拨到交流电压最高挡或“off”挡，所以合理的操作及顺序为AHGDHFE或DHFAHGE.【答案】AHGDHFE(或DHFAHGE)2．图314为一正在测量中的多用电表表盘．图314(1)如果是用×10 Ω挡测量电阻，则读数为______Ω.(2)如果是用直流10 mA挡测量电流，则读数为______mA.(3)如果是用直流5 V挡测量电压，则读数为______V.【解析】①60 Ω②7.6 mA③3.80 V【答案】见解析3．某同学使用多用电表粗略测量一定值电阻的阻值，先把选择开关旋到“×1 k”挡位，测量时指针偏转如图315所示．请你简述接下来的测量操作过程：图315(1)______________________________________________________________(2)______________________________________________________________(3)______________________________________________________________(4)测量结束后，将选择开关旋到“off”挡．【解析】欧姆表读数时，指针在中央位置附近时最准确．开关旋到“×1 k”挡位时，指针偏角太大，所以改换成小挡位“×100”；换挡后，应对欧姆表重新进行调零；所测电阻阻值等于欧姆表表盘示数乘以倍数．【答案】(1)断开待测电阻，将选择开关旋到“×100”挡(2)将两表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指向“0 Ω”(3)再接入待测电阻，将指针示数×100，即为待测电阻阻值2．选挡时若无法估计待测电阻大小，是应将选择开关旋到“×1”挡，欧姆调零后，将红、黑表笔分别接到电阻两端，若指针偏角太小，则逐渐增大量程，直到指针指到中值电阻附近为止．1．晶体二极管，是用半导体材料制成的电子元件．二极管有两根引线，一根叫正极，一根叫负极．2．二极管具有单向导电性．当给二极管加上一定的正向电压时，它的电阻值很小；当给二极管加上反向电压时，它的电阻值变得很大．3．二极管的符号：.[再判断]1．使用多用电表测量直流电压、电流时，不需要机械调零．(×)2．多用电表电阻挡换挡后要重新调零．(√)3．晶体二极管当电流从正极流出时电阻很小．(×)[后思考]多用电表使用前，应调整什么位置，其目的是什么？【提示】用螺丝刀调节表盘中央的定位螺丝，使指针指在表盘刻度左端的零位置．[合作探讨]探讨1：晶体二极管典型的导电特性是什么？【提示】“单向导电性”．探讨2：怎样确定二极管的正、负极？【提示】多用电表测某个物理量时，不论是电流、电压还是电阻，电流的流向总是从“＋”流入，“－”流出，用欧姆挡测二极管的电阻，黑表笔接二极管正极时，测得电阻比较小．在确定二极管的正负极时，若测得二极管的电阻较小，此时，黑表笔连接的一端即为二极管的正极，红表笔连接的一端为二极管的负极．[核心点击]1.二极管的单向导电性：二极管(如图316所示)是一种半导体元件，它的特点是电流从正极流入时电阻比较小，而从负极流入时电阻比较大．图3162．根据二极管的单向导电性，可以用多用电表判断它的正负极．(1)用多用电表的电阻挡，量程拨到“×100”或“×1 k”的位置上，将红表笔插入“＋”插孔，黑表笔插入“－”插孔，然后两表笔短接进行电阻挡调零后分别接二极管的两极，稳定后读取示数乘上倍率求出电阻R1；再将两表笔反过来连接二极管的两极，同理结合读数求出电阻R2.(2)在两次测量电阻差别明显的前提下，据红表笔与电表内部电源负极一端相连，黑表笔与电源正极一端相连知，电流从黑表笔流出，所以对测得电阻较小的那一次，与黑表笔相接的极为二极管的正极，与红表笔相接的极为二极管的负极．4．用多用电表的欧姆挡检测一个二极管，将多用电表的红表笔与二极管的a端连接，黑表笔与二极管的b端连接，测得二极管的电阻值为5 Ω，将多用电表的红表笔接二极管的b端，黑表笔接二极管的a端，测得其电阻值为900 Ω，实验说明二极管具有________；该二极管的正极是________端．【解析】用同一个多用表测量同一个二极管，两次电阻测量值差别较大，说明二极管具有单向导电性．在正向导通时，黑表笔所接的端为正极．【答案】单向导电性b5．某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻．完成下列测量步骤：(1)检查多用电表的机械零点．(2)将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，将选择开关拨至电阻测量挡适当的量程处．(3)将红、黑表笔________，进行欧姆调零．(4)测反向电阻时，将________表笔接二极管正极，将________表笔接二极管负极，读出电表示数．(5)为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘________(选填“左侧”“右侧”或“中央”)；否则，在可能的条件下，应重新选择量程，并重复步骤(3)、(4)．(6)测量完成后，将选择开关拨向________位置．【导学号：29682016】【解析】首先要机械调零．在选择倍率后还要进行欧姆调零，而且每一次换量程都要再次欧姆调零．(3)将红黑表笔短接，进行欧姆调零．测量二极管的反向电阻时应将红表笔接二极管的正极，黑表笔接负极．欧姆表盘的刻度线分布不均匀，在中央的刻度线比较均匀，所以尽量让指针指向表盘的中央．测量完成后应将开关打到“off”挡或交流电压最高挡．【答案】(3)短接(4)红黑(5)中央(6)“off”挡或交流电压最高挡6．实验桌上放着晶体二极管、电阻、电容各一只，性能均正常，外形十分相似，现将多用电表选择开关拨到“×100 Ω”挡，分别测它们的正、反向电阻加以鉴别；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，指针开始偏转到0.5 kΩ.接着读数逐渐增加，最后接近∞，利用所学知识区分二极管、电阻、电容分别是哪一个？【解析】要能判断出是何种元件，首先必须掌握各种元件的特点．电阻元件无极性，正、反电阻大小相等，故甲元件为电阻．二极管具有单向导电性，正向电阻阻值很小，反向电阻阻值很大．但两个阻值都是较稳定的，故乙元件为二极管．刚接通电容器时，由于电容器充电，通过表头的电流较大，指针偏角大，对应电阻值比较小，但随着充电电量的增大，电路中的电流逐渐变小，指针偏角逐渐减小，对应电阻值越来越大，即丙元件为电容．【答案】甲是电阻，乙是二极管，丙是电容．。