全程复习20高考物理一轮复习实验五用多用电表探索黑箱内的电学元件传感器的简单应用省公共课一等奖全国赛.pptx
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1、试验五 用多用电表探索黑箱内电学元件 传感器简单应用第第1 1页页1.1.了解多用电表结构、原理了解多用电表结构、原理.掌握多用电表使用方法掌握多用电表使用方法2.2.学会用多用电表探测黑箱内电学元件学会用多用电表探测黑箱内电学元件3.3.了解传感器工作原理及简单应用了解传感器工作原理及简单应用第第2 2页页1.1.多用电表:多用电表是用来测量:电流、电压、电阻等物理多用电表:多用电表是用来测量:电流、电压、电阻等物理量仪器量仪器(1 1)多用电表外观认识)多用电表外观认识.第第3 3页页(2 2)测量原理)测量原理.测量电流和电压时等同于电流表和电压表测量电流和电压时等同于电流表和电压表.测
2、电阻:依据是闭合电路欧姆定律测电阻:依据是闭合电路欧姆定律.原理图如图:当原理图如图:当R Rx x=0=0时,时,I Ig g=当当R Rx x时,时,I Ig g=0=0若若R Rx x为普通值,则为普通值,则I=I=即:即:R Rx x与与I I相对应相对应.(非线性)(非线性)当当I=II=Ig g时时.R.Rx x为中值电阻,即电表内阻为中值电阻,即电表内阻.第第4 4页页2.2.黑箱内电学元件电阻特点及判断黑箱内电学元件电阻特点及判断(1 1)黑箱内常见电学元件有)黑箱内常见电学元件有:电阻、电源、电容器、二极管等电阻、电源、电容器、二极管等.(2 2)测量判断)测量判断.电阻为零
3、电阻为零两接线柱由无阻导线短接两接线柱由无阻导线短接.电压为零有下述可能性电压为零有下述可能性:a.a.任意两接线柱之间电压均为零任意两接线柱之间电压均为零盒内无电源盒内无电源.b.b.有接线柱之间电压为零有接线柱之间电压为零,可能是以下情况可能是以下情况:第第5 5页页.两接线柱中最少有一个与电源断路两接线柱中最少有一个与电源断路;.两接线柱之间有电动势代数和为零反串电池组两接线柱之间有电动势代数和为零反串电池组;.两接线柱间短路两接线柱间短路.电压最大电压最大两接线柱间有电源两接线柱间有电源.正向和反向电阻值相差很大正向和反向电阻值相差很大两接线柱间有二极管两接线柱间有二极管.有充放电现象
4、(欧姆表指针先偏转有充放电现象(欧姆表指针先偏转,然后又回到然后又回到“”“”刻度)刻度)两接线柱之间有电容器两接线柱之间有电容器.在分析和解答黑箱问题时在分析和解答黑箱问题时,其外观表现往往相同其外观表现往往相同,所以不但答案所以不但答案各种多样各种多样,而且在无条件限制时而且在无条件限制时,还可能有没有数多解还可能有没有数多解.第第6 6页页3.3.传感器原理传感器原理传感器是能将所感受到物理量(如力、热、光、声等)转换成传感器是能将所感受到物理量(如力、热、光、声等)转换成便于测量量(普通是电学量)一类元件便于测量量(普通是电学量)一类元件.其工作过程是经过对某其工作过程是经过对某一物理
5、量敏感元件将感受到信号按一定规律转换成便于利用信一物理量敏感元件将感受到信号按一定规律转换成便于利用信号号.比如比如,光电传感器是利用光敏电阻将光信号转换成电信号光电传感器是利用光敏电阻将光信号转换成电信号,热热电传感器是利用热敏电阻或金属热电阻将温度信号转换成电信电传感器是利用热敏电阻或金属热电阻将温度信号转换成电信号号,转换后信号经过电子电路处理就能够到达方便检测、自动控转换后信号经过电子电路处理就能够到达方便检测、自动控制、遥控等各种目标了制、遥控等各种目标了.第第7 7页页多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线、小灯泡、二极多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线、小灯泡、二极管、铁
6、架台(带铁夹)、温度计、烧杯、光敏电阻、热敏电阻、管、铁架台(带铁夹)、温度计、烧杯、光敏电阻、热敏电阻、冰(热)水、光电计数器等冰(热)水、光电计数器等.第第8 8页页1.1.用多用电表测电阻用多用电表测电阻(1 1)检验多用电表指针是否停在表盘刻度左端零位置,若不指)检验多用电表指针是否停在表盘刻度左端零位置,若不指零,则可用小螺丝刀进行机械调零零,则可用小螺丝刀进行机械调零.(2 2)将红、黑表笔分别插入)将红、黑表笔分别插入“+”+”、“-”-”插孔插孔.(3 3)将选择开关置于直流电压)将选择开关置于直流电压2.5 V2.5 V挡,测挡,测1.5 V1.5 V干电池电压干电池电压.(
7、4 4)将选择开关置于交流电压)将选择开关置于交流电压250 V250 V挡,测挡,测220 V220 V交流电源电压交流电源电压.(一定要注意安全,手指不能接触红黑表笔前端金属杆)(一定要注意安全,手指不能接触红黑表笔前端金属杆)第第9 9页页【锦囊妙诀锦囊妙诀】多用电表测电阻:开关扳到欧姆挡,预计阻值选多用电表测电阻:开关扳到欧姆挡,预计阻值选量程;正负表笔相接触,转动旋钮调好零;接入待测电阻后,量程;正负表笔相接触,转动旋钮调好零;接入待测电阻后,金属测棒手莫碰;从右向左读示数,阻值还需倍率乘;每次换金属测棒手莫碰;从右向左读示数,阻值还需倍率乘;每次换挡重调零,这条牢切记心中;用完拔出
8、两表笔,选择开关挡重调零,这条牢切记心中;用完拔出两表笔,选择开关OFFOFF停停.第第1010页页(5 5)将选择开关置于直流电流)将选择开关置于直流电流10 mA10 mA挡,测量挡,测量1.5 V1.5 V干电池与干电池与200 200 电阻串联回路电流电阻串联回路电流.(6 6)将选择开关置于欧姆表)将选择开关置于欧姆表“1”1”挡,短接红、黑挡,短接红、黑表笔,调整调零旋钮,使指针指向欧姆表刻度零位置表笔,调整调零旋钮,使指针指向欧姆表刻度零位置.(7 7)将两表笔分别接触几欧、几十欧定值电阻两端,读出欧姆)将两表笔分别接触几欧、几十欧定值电阻两端,读出欧姆表指示电阻数值,并与标准值
9、比较,然后断开表笔表指示电阻数值,并与标准值比较,然后断开表笔.(8 8)将选择开关置于欧姆挡)将选择开关置于欧姆挡“100”100”挡,重新进行欧姆调零,挡,重新进行欧姆调零,然后测定几百欧、几千欧电阻,并将测定值与标准值进行比较然后测定几百欧、几千欧电阻,并将测定值与标准值进行比较.第第1111页页2.2.研究二极管单向导电性研究二极管单向导电性(1 1)将小灯泡、二极管、电键、直流电源用导线串联成回路,)将小灯泡、二极管、电键、直流电源用导线串联成回路,改变电源极性接法改变电源极性接法,观察二极管开关特征观察二极管开关特征.(2 2)用多用电表判断二极管极性,将二极管接到两表笔之间,)用
10、多用电表判断二极管极性,将二极管接到两表笔之间,若指示电阻值很小,对二极管加是正向电压,黑笔接是正极,若指示电阻值很小,对二极管加是正向电压,黑笔接是正极,红笔接是负极;若指示电阻值很大,说明对二极管加是反向电红笔接是负极;若指示电阻值很大,说明对二极管加是反向电压,黑笔接是负极,红笔接是正极压,黑笔接是负极,红笔接是正极.第第1212页页3.3.探测黑箱内电路,如图所表示探测黑箱内电路,如图所表示(1 1)将多用电表选择开关旋转到直流电压挡,并置于)将多用电表选择开关旋转到直流电压挡,并置于500 V 500 V 量量程,用多用电表测量黑箱任意两个接线柱间电压,若均无电压,程,用多用电表测量
11、黑箱任意两个接线柱间电压,若均无电压,则说明黑箱内不含电源则说明黑箱内不含电源.(2 2)用欧姆挡测量)用欧姆挡测量A A、C C间正、反接电阻,若两次所测阻值相等,间正、反接电阻,若两次所测阻值相等,则表明则表明A A、C C间只含有电阻间只含有电阻.第第1313页页(3 3)用欧姆挡测量)用欧姆挡测量A A、B B间正、反接电阻,若红表笔接间正、反接电阻,若红表笔接A A,黑表,黑表笔接笔接B B时所测阻值较小,而红表笔接时所测阻值较小,而红表笔接B B,黑表笔接,黑表笔接A A时所测阻值很时所测阻值很大,表明大,表明A A、B B间有二极管,且间有二极管,且A A接线柱接二极管负极,接线
12、柱接二极管负极,B B接线柱接线柱接二极管正极接二极管正极.(4 4)用欧姆挡测量)用欧姆挡测量B B、C C间电阻,若当红表笔接间电阻,若当红表笔接B B,黑表笔接,黑表笔接C C时时所测阻值很大,而当红、黑表笔反接时,所测阻值却很小,则所测阻值很大,而当红、黑表笔反接时,所测阻值却很小,则B B、C C间有二极管,且间有二极管,且B B接二极管正极接二极管正极.第第1414页页(5 5)据前面所测结果,画出黑箱内电路,可能是如图所表示两)据前面所测结果,画出黑箱内电路,可能是如图所表示两种形式种形式.第第1515页页4.4.传感器简单应用传感器简单应用(1 1)研究热敏电阻热敏特征)研究热
13、敏电阻热敏特征.将热敏电阻放入烧杯中水中将热敏电阻放入烧杯中水中,测量水温和热敏电阻阻值(如图测量水温和热敏电阻阻值(如图甲所表示)甲所表示)第第1616页页准备好统计电阻与温度关系表格准备好统计电阻与温度关系表格.改变水温度改变水温度,屡次测量水温度和热敏电阻阻值屡次测量水温度和热敏电阻阻值,统计在表格中统计在表格中.把统计数据画在把统计数据画在R-TR-T图中图中,得图线如图乙所表示得图线如图乙所表示.(2 2)研究光敏电阻光敏特征)研究光敏电阻光敏特征.连接电路如图所表示连接电路如图所表示.用欧姆表测量光敏电用欧姆表测量光敏电阻阻值阻阻值.改变入射到光敏电阻上光改变入射到光敏电阻上光强度
14、强度,屡次测量其电阻值并比较光强屡次测量其电阻值并比较光强度改变与电阻改变关系度改变与电阻改变关系,及时统计试验数据,分析光敏电阻特征及时统计试验数据,分析光敏电阻特征.第第1717页页(3 3)传感器应用)传感器应用.将钩码放在纸带上,如图所表示将钩码放在纸带上,如图所表示.拖动纸带向前运动,观察光电拖动纸带向前运动,观察光电计数器上数字改变计数器上数字改变.第第1818页页1.1.电池用旧后,电动势会减小,内电阻会变大,致使电阻测量电池用旧后,电动势会减小,内电阻会变大,致使电阻测量值偏大,要及时更换新电池值偏大,要及时更换新电池2.2.欧姆表表盘刻度不均匀,估读时易带来误差,要注意其左密
15、欧姆表表盘刻度不均匀,估读时易带来误差,要注意其左密右疏特点右疏特点3.3.因为欧姆表刻度非线性,表头指针偏转过大或过小都会使误因为欧姆表刻度非线性,表头指针偏转过大或过小都会使误差增大,所以要选取适当挡位,使指针指中值附近差增大,所以要选取适当挡位,使指针指中值附近第第1919页页4.4.测电流、电压时,因为电表内阻影响,测得电流、电压值均测电流、电压时,因为电表内阻影响,测得电流、电压值均小于真实值小于真实值5.5.读数时观察易形成偶然误差,要垂直表盘正对指针读数读数时观察易形成偶然误差,要垂直表盘正对指针读数6.6.传感器中误差:一是温度计读数偶然误差传感器中误差:一是温度计读数偶然误差
16、.二是读数时机把握,二是读数时机把握,过早则存在水温与热敏电阻温度有差异过早则存在水温与热敏电阻温度有差异第第2020页页1.1.欧姆表刻度盘不一样于电压、电流表刻度盘欧姆表刻度盘不一样于电压、电流表刻度盘(1 1)刻度不均匀:左密右疏)刻度不均匀:左密右疏.(2 2)欧姆挡是倍率挡,即读出示数再乘以挡上倍率)欧姆挡是倍率挡,即读出示数再乘以挡上倍率.电流、电电流、电压挡是量程范围挡压挡是量程范围挡.在不知道待测电阻预计值时,应先从小倍率开始,熟记在不知道待测电阻预计值时,应先从小倍率开始,熟记“小倍小倍率小角度偏,大倍率大角度偏率小角度偏,大倍率大角度偏”(因为欧姆挡刻度盘上越靠左(因为欧姆
17、挡刻度盘上越靠左读数越大,且测量前指针指在左侧读数越大,且测量前指针指在左侧“”“”处)处).第第2121页页(3 3)欧姆表读数)欧姆表读数.待测电阻阻值应为表盘读数乘以倍率待测电阻阻值应为表盘读数乘以倍率.为了减小读数误差,指针为了减小读数误差,指针应指表盘应指表盘 到到 部分,即中央刻度附近部分,即中央刻度附近.2.2.多用电表使用注意事项多用电表使用注意事项(1 1)使用前要机械调零)使用前要机械调零.(2 2)两表笔在使用时,电流总是)两表笔在使用时,电流总是“红入红入”、“黑出黑出”.(3 3)电压、电流挡为量程范围挡,电阻挡为倍率挡)电压、电流挡为量程范围挡,电阻挡为倍率挡.(4
18、 4)测电阻时)测电阻时.第第2222页页待测电阻与电路、电源一定要断开待测电阻与电路、电源一定要断开.两手一定不要同时接触两笔金属杆两手一定不要同时接触两笔金属杆.每换一挡必须重新欧姆调零每换一挡必须重新欧姆调零.读出示数要乘以倍率读出示数要乘以倍率.(5 5)测电学黑箱时,一定要先用大量程电压挡判其内部有没有)测电学黑箱时,一定要先用大量程电压挡判其内部有没有电源,无电源方可用欧姆挡电源,无电源方可用欧姆挡.(6 6)使用完成,选择开关要置于)使用完成,选择开关要置于OFFOFF挡或交流电压最高挡,长挡或交流电压最高挡,长久不用应取出电池久不用应取出电池.第第2323页页3.3.传感器问题
19、传感器问题(1 1)在做热敏试验时,加热水后要等一会再测其阻值,以使电)在做热敏试验时,加热水后要等一会再测其阻值,以使电阻温度与水温相同,并同时读出水温阻温度与水温相同,并同时读出水温.(2 2)光敏试验中,假如效果不显著,可将部分电路放入带盖纸)光敏试验中,假如效果不显著,可将部分电路放入带盖纸盒中,并经过盖上小孔,改变射到光敏电阻上光多少盒中,并经过盖上小孔,改变射到光敏电阻上光多少.(3 3)光电计数器是比较精密仪器,使用过程中应轻拿轻放,严)光电计数器是比较精密仪器,使用过程中应轻拿轻放,严格按操作要求进行格按操作要求进行.第第2424页页多用电表欧姆挡不但能测电阻值,在实际应用中还
20、可判断某一多用电表欧姆挡不但能测电阻值,在实际应用中还可判断某一元件是电阻、电容器还是电感器元件是电阻、电容器还是电感器.若某一元件用欧姆表测量时,指针指在某一刻度不动则该元件若某一元件用欧姆表测量时,指针指在某一刻度不动则该元件为电阻为电阻.若某一元件用欧姆表测量时,指针先偏转,然后又迟缓回到若某一元件用欧姆表测量时,指针先偏转,然后又迟缓回到“”“”刻度处,则可判断该元件为电容器刻度处,则可判断该元件为电容器.若某一元件用欧姆表测量时,指针先偏转到若某一元件用欧姆表测量时,指针先偏转到“0”0”刻度处再逐步刻度处再逐步增大到某一数值,则可判断该元件为电感器增大到某一数值,则可判断该元件为电
21、感器.第第2525页页 多用电表使用方法多用电表使用方法【例证例证1 1】(安徽高考)(安徽高考)(1 1)某同学使用多用电表粗略测量)某同学使用多用电表粗略测量一定值电阻阻值一定值电阻阻值,先把选择开关旋到先把选择开关旋到“1 k”1 k”挡位,测量时指挡位,测量时指针偏转如图(针偏转如图(a a)所表示)所表示.请你简述接下来测量过程:请你简述接下来测量过程:第第2626页页_;_;_;_;_;_;测量结束后,将选择开关旋到测量结束后,将选择开关旋到“OFF”OFF”挡挡.第第2727页页(2 2)接下来采取)接下来采取“伏安法伏安法”较准确地测量该电阻阻值,所用试较准确地测量该电阻阻值,
22、所用试验器材如图(验器材如图(b b)所表示)所表示.第第2828页页其中电压表内阻约为其中电压表内阻约为5 k5 k,电流表内阻约为,电流表内阻约为5.5.图中部分电图中部分电路已经连接好,请完成试验电路连接路已经连接好,请完成试验电路连接.(3 3)图()图(c c)是一个多量程多用电表简化电路图,测量电流、)是一个多量程多用电表简化电路图,测量电流、电压和电阻各有两个量程电压和电阻各有两个量程.当转换开关当转换开关S S旋到位置旋到位置3 3时,可用来测时,可用来测量量_;_;当当S S旋到位置旋到位置_时,可用来测量电流,其中时,可用来测量电流,其中S S旋到位置旋到位置_时量程较大时
23、量程较大.第第2929页页第第3030页页【规范解答规范解答】(1 1)由指针偏转知所选挡位过大,电阻读数大约)由指针偏转知所选挡位过大,电阻读数大约为为2 k2 k,所以需要换,所以需要换100100挡,换挡后要重新进行欧姆调零,挡,换挡后要重新进行欧姆调零,最终读数最终读数.(2 2)该电阻阻值约为)该电阻阻值约为2 k2 k,和电压表、电流表内阻比较知为,和电压表、电流表内阻比较知为一个大电阻,所以电流表要用内接法,电路连接如图一个大电阻,所以电流表要用内接法,电路连接如图.第第3131页页(3 3)测量电阻需要内接电源,所以开关)测量电阻需要内接电源,所以开关S S旋到位置旋到位置3
24、3时,用来测时,用来测量电阻;测量电流时,表头要并联分流电阻,故当量电阻;测量电流时,表头要并联分流电阻,故当S S旋到位置旋到位置1 1、2 2时,用来测量电流,分流电阻越小量程越大,所以旋到位置时,用来测量电流,分流电阻越小量程越大,所以旋到位置1 1时量程较大时量程较大.第第3232页页答案:答案:(1 1)断开待测电阻,将选择开关旋到断开待测电阻,将选择开关旋到“100100”挡;挡;将两表笔短接,调整将两表笔短接,调整“欧姆调零旋钮欧姆调零旋钮”,使指针指向,使指针指向“0 0”;再接入待测电阻,将指针示数再接入待测电阻,将指针示数100,100,即为待测电阻阻值即为待测电阻阻值.(
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