【创新设计】2011届高考物理一轮复习 第8课时实验十五用多用电表的的的探索黑箱内 的电学元件课件 人教大纲版.ppt

1．了解多用电表的构造和原理，掌握多用电表的使用方法．．了解多用电表的构造和原理，掌握多用电表的使用方法．2．会使用多用电表测电压、电流及电阻．．会使用多用电表测电压、电流及电阻．3．会用多用电表探索黑箱中的电学元件．．会用多用电表探索黑箱中的电学元件．4．了解晶体二极管的单向导电性及其符号．．了解晶体二极管的单向导电性及其符号．第第8 8课时课时 实验十五实验十五 用多用电表探索黑箱内的用多用电表探索黑箱内的 电学元件电学元件 实验十六实验十六 传感器的简单应用传感器的简单应用1．多用电表．多用电表多多用用电表表可可以以用用来来测量量电流流、、电压、、电阻阻等等，，并并且且每每一一种种测量量都都有有几几个个量量程程．．外外形形见图1010－－8 8－－1 1所所示示，，上上半半部部为表表头，，表表盘上上有有电流流、、电压、、电阻阻等等多多种种量量程程的的刻刻度度；；下下半半部部为选择开开关关，，它它的的四四周周刻刻有有各各种种测量量项目目和和量量程程．．另另外，外，还有欧姆表的有欧姆表的调零旋零旋钮、机械、机械调零旋零旋钮和和测试笔的插孔．笔的插孔．图图1010－－8 8－－1 1多用电表的特点多用电表的特点(1)电电阻阻零零刻刻度度在在刻刻度度盘盘的的最最右右端端，，即即与与电电流流的的最最大大刻刻度度重重合合；；电电阻阻无无限限大大，，刻刻度与最左端的电流零刻度重合．度与最左端的电流零刻度重合．(2)欧姆表的刻度不均匀欧姆表的刻度不均匀(3)欧姆挡选倍率欧姆挡选倍率在在不不知知道道待待测测电电阻阻的的估估计计值值时时，，应应先先从从小小倍倍率率开开始始，，熟熟记记“小小倍倍率率小小角角度度偏偏，，大大倍倍率率大大角角度度偏偏”(因因为为欧欧姆姆挡挡的的刻刻度度盘盘上上越越靠靠左左读读数数越越大大，，且且测测量量前前指指针针指指在在左左侧侧“∞”处处)．．(4)欧姆表的读数欧姆表的读数待测电阻的阻值应为表盘读数乘以倍率．为了减小读数误差，指针应指表待测电阻的阻值应为表盘读数乘以倍率．为了减小读数误差，指针应指表 盘盘 的部分，即中央刻度附近．的部分，即中央刻度附近． 晶晶体体二二极极管管是是半半导体体材材料料制制成成的的，，它它有有两两个个极极，，一一个个叫叫正正极极，，一一个个叫叫负极极，，它它的的符号如符号如图10－－8－－2甲所示．甲所示．晶体二极管具有晶体二极管具有单向向导电性性(符号上的箭符号上的箭头表示允表示允许电流通流通过的方向的方向)．当．当给二极二极管加正向管加正向电压时，它的，它的电阻很小，阻很小，电路路导通，如通，如图10－－8－－2乙所示；当乙所示；当给二极管二极管加反向加反向电压时，它的，它的电阻很大，阻很大，电路截止，如路截止，如图10－－8－－2丙所示丙所示 2．二极管的单向导电性．二极管的单向导电性图图10－－8－－2(1)传感感器器：：传感感器器是是能能将将所所测的的物物理理量量(一一般般是是非非电学学量量)转换成成便便于于测量量的的量量(一一般般是是电学学量量)的的一一类元元件件．．其其工工作作过程程是是利利用用某某一一元元件件对某某一一物物理理量量敏敏感感，，按按一一定定规律将律将这一物理量一物理量转换成便于利用的信号，从而方便成便于利用的信号，从而方便检测或自或自动化控制．化控制．(2)敏感元件：敏感元件：①①热敏敏电阻：由半阻：由半导体材料制成，温度升高，体材料制成，温度升高，电阻率阻率显著减小．著减小．②②光敏光敏电阻：由半阻：由半导体材料制成，光照射下，体材料制成，光照射下，电阻率阻率显著减小．著减小．3．传感器的简单应用．传感器的简单应用 一、练习使用多用电表一、练习使用多用电表 1．．观察多用电表的外形观察多用电表的外形，，认识选择开关的测量项目及量程认识选择开关的测量项目及量程．． 2．．检检查查多多用用电电表表的的指指针针是是否否停停在在表表盘盘刻刻度度左左端端的的电电流流零零位位置置，，若若不不指指零零，，则则可用小螺丝刀进行机械调零可用小螺丝刀进行机械调零．． 3．．将红将红、、黑表笔分别插入黑表笔分别插入“＋＋”“－－”插孔插孔 多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线、小灯泡、二极管、铁架台多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线、小灯泡、二极管、铁架台(带铁带铁夹夹)、温度计、烧杯、光敏电阻、热敏电阻、冰、温度计、烧杯、光敏电阻、热敏电阻、冰(热热)水、光电计数器等．水、光电计数器等．4．将．将选择开关置于直流开关置于直流电压2.5 V挡，，测1.5 V干干电池的池的电压．．5．．将将选择开开关关置置于于交交流流电压250 V挡，，测220 V交交流流电源源的的电压．．(一一定定要要注注意意安安全，手指不能接触全，手指不能接触红黑表笔前端的金属杆黑表笔前端的金属杆)6．．将将选择开开关关置置于于直直流流电流流10 mA挡，，测量量1.5 V干干电池池与与200 Ω电阻阻串串联回回路路的的电流．流．7．．将将选择开开关关置置于于欧欧姆姆表表的的“×1”挡，，短短接接红、、黑黑表表笔笔，，调整整调零零旋旋钮，，使使指指针指向欧姆表刻度的零位置．指向欧姆表刻度的零位置．8．．将将两两表表笔笔分分别接接触触几几欧欧、、几几十十欧欧的的定定值电阻阻两两端端，，读出出欧欧姆姆表表指指示示的的电阻阻数数值，并与，并与标准准值比比较，然后断开表笔．，然后断开表笔．9．．将将选择开开关关置置于于欧欧姆姆挡的的“×100”挡，，重重新新进行行欧欧姆姆调零零，，然然后后测定定几几百百欧欧、、几千欧的几千欧的电阻，并将阻，并将测定定值与与标准准值进行比行比较．．10．．选择适当的量程，适当的量程，测定灯定灯丝、、电炉炉丝和人体的和人体的电阻．阻．二、研究二极管的单向导电性二、研究二极管的单向导电性1．．将将二二极极管管、、小小灯灯泡泡、、开开关关、、直直流流电电源源按按图图10－－8－－3所所示示电电路路连连接接起起来来，，闭闭合合开关开关S后，小灯泡正常发光后，小灯泡正常发光；；2．．将将二二极极管管、、开开关关、、小小灯灯泡泡等等按按图图10－－8－－4连连接接起起来来，，闭闭合合开开关关S后后，，小小灯灯泡泡不不发光．发光．三、探测黑箱内电路三、探测黑箱内电路(如图如图10－－8－－5所示所示)1．机械调零：熟悉多用电表的表面结构，观察使用前指针是否指在刻度．机械调零：熟悉多用电表的表面结构，观察使用前指针是否指在刻度 线左端电流线左端电流0位置，若不指位置，若不指0，调整调零螺丝，使指针指，调整调零螺丝，使指针指0.2．将多用电表选择开关旋转到直流电压挡，并置于较大量程，用多用电．将多用电表选择开关旋转到直流电压挡，并置于较大量程，用多用电 表测量黑箱任意两个接线柱间的电压，若均无电压，说明箱内不含电源．表测量黑箱任意两个接线柱间的电压，若均无电压，说明箱内不含电源．3．先．先选定欧姆定欧姆挡某一某一较小的小的挡，两表笔短接，，两表笔短接，进行行电阻阻调零．然后，用欧零．然后，用欧姆姆挡测AC间正反接正反接电阻，若两次所阻，若两次所测阻阻值相等，相等，则标明明AC间只含有只含有电阻．若一次阻．若一次测量量电阻阻值较小，另一次小，另一次较大，大，说明明AB间有二极管，且有二极管，且测量阻量阻值较小小时，与黑表笔接触的那一端，与黑表笔接触的那一端为二极管的正极．二极管的正极．4．用欧姆．用欧姆挡测量量BC间正反接正反接电阻，若两次阻，若两次测量量值相等表明相等表明BC间只有只有电 阻阻．．若若两两次次测量量值不相等，且一次不相等，且一次较小一次小一次较大．大．说明明BC间有二极有二极 管管，，阻阻值较小小时，，与黑表笔接触的那一端与黑表笔接触的那一端为二极管的正极．二极管的正极．5．根据前面所．根据前面所测结果，画出黑箱内果，画出黑箱内电路．路．1．．如如图10－－8－－6所所示示将将热敏敏电阻阻连入入电路路，，多多用用电表表置置于于“欧欧姆姆”挡，，观察察热敏敏电阻的阻阻的阻值．．2．．分分几几次次向向烧杯杯中中倒倒入入热水水，，逐逐渐改改变水水的的温温度度，，观察察不不同同温温度度下下热敏敏电阻阻的的阻阻值．．四、传感器实验四、传感器实验3．按．按图10－－8－－7所示将光敏所示将光敏电阻阻连入入电路中，路中，观察欧姆表的示数．察欧姆表的示数．4．用手．用手挡住部分光住部分光线或上下移或上下移动手掌，手掌，观察光敏察光敏电阻的阻阻的阻值随光随光线的的变化而化而变化的情况．化的情况． 5．将钩码放在纸带上，如图．将钩码放在纸带上，如图10－－8－－8所示．拖动纸带向前运动，观察光电计数所示．拖动纸带向前运动，观察光电计数 器上的数字变化．器上的数字变化． 使用多用电表使用多用电表“六忌六忌”1．．忌不调零就使用多用电表．忌不调零就使用多用电表．2．．忌忌用用手手接接触触测测试试笔笔的的金金属属杆杆，，特特别别在在测测电电阻阻时时，，更更应应注注意意不不要要用用手手接接触触测测试试笔的金属杆．笔的金属杆．3．忌不进行欧姆调零，就用多用电表测电阻值．．忌不进行欧姆调零，就用多用电表测电阻值．4．忌把电阻同其他电路连在一起进行测量．．忌把电阻同其他电路连在一起进行测量．5．忌把电池装在多用电表内长期不用．．忌把电池装在多用电表内长期不用．6．多用电表不用时，忌选择开关置于欧姆挡．．多用电表不用时，忌选择开关置于欧姆挡．1．．测电阻阻时，刻度，刻度线不均匀造成不均匀造成读数数误差．差．2．．电池用旧后由于池用旧后由于电动势下降，会使下降，会使电阻阻测量量值偏大．偏大．3．用多用．用多用电表表测电流、流、电压时，，误差主要来自差主要来自电表内阻影响，使所表内阻影响，使所测电流、流、电压 值均小于真均小于真实值．． 4．．传感器中的感器中的误差主要来自于温度差主要来自于温度计的的读数．数． 【例【例1】】 (1)用用多用多用电表表测直流直流电流流时，，应把把选择开关旋至开关旋至标有有______处，并把，并把多用多用电表表______联接到被接到被测电路中，若路中，若测电压时，，应把把选择开关旋至开关旋至标有有______处，并把多用，并把多用电表与被表与被测电路路______联．．测直流直流电压和和电流流时，都必，都必须把把红表笔接在表笔接在______处，即，即电流从流从______表笔流表笔流进．． (2)如如图10－－8－－9的的ⅠⅠ、、ⅡⅡ、、ⅢⅢ三条三条线分分别表示多用表示多用电表指表指针的指示位置．的指示位置．①①将多用将多用电表表选择开关置于开关置于“×1”挡，，ⅠⅠ的示数的示数____ Ω，，ⅡⅡ的示数的示数____ Ω.②②将将选择开开关关置置于于直直流流“50 V”挡，，ⅠⅠ的的示示数数为____ V，，ⅡⅡ的的示示数数为____ V，，ⅢⅢ的的示示数数为____ V.③③选择开关置于直流开关置于直流“250 V”挡时，，ⅠⅠ示数示数为____ V，，ⅡⅡ的示数的示数为____ V.解析：解析：(1)多用电表测直流电流时，选择开关应置于多用电表测直流电流时，选择开关应置于“mA挡挡”，且把电表串联接入被，且把电表串联接入被测电路中．测电压时，把选择开关置于标有测电路中．测电压时，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电势高处，即电流从红表笔进入．流时，都必须把红表笔接在电势高处，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旋线，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旋钮指示的挡次倍率，才是电阻的测量值．钮指示的挡次倍率，才是电阻的测量值．答案：答案：(1)mA　串　　串　V　并　　并　电势高　高　红(2)①①24　　36　　②②25.0　　20.0　　10.0　　③③125　　100 【例【例2】】 如如图10－－8－－10所示，已知黑箱外有所示，已知黑箱外有A、、B、、C三只接三只接线柱，黑箱内有一柱，黑箱内有一只定只定值电阻和一个二极管，它阻和一个二极管，它们的两端都直接接在接的两端都直接接在接线柱上．用多用柱上．用多用电表依表依次次测三只接三只接线柱柱间的阻的阻值，，结果如表所示．果如表所示．请判定黑箱内的判定黑箱内的结构．构．红表笔表笔AABCCB黑表笔黑表笔BCCBAA阻阻值(Ω)100150502 k2.1 k100解解析析：：此此题题考考查查用用多多用用电电表表判判定定黑黑箱箱内内的的电电路路结结构构，，考考查查学学生生对对二二极极管管特特性性的的掌掌握握情情况况，，考考查查推推理理能能力力．．定定值值电电阻阻阻阻值值与与电电流流方方向向无无关关．．二二极极管管有有单单向向导导电电性性，，其其电电阻阻与与电电流流方方向向有有关关，，其其正正向向电电阻阻较较小小，，反反向向电电阻阻很很大大．．电电流流方方向向总总是是从从红红表表笔笔流流入入多用电表，因此一定是从黑表笔流入被测电路的．多用电表，因此一定是从黑表笔流入被测电路的．A、、B间间电电阻阻与与电电流流方方向向无无关关，，因因此此一一定定是是定定值值电电阻阻；；B、、C间间电电阻阻与与电电流流方方向向有有关关，，且阻值比且阻值比A、、C间的相应阻值小，说明二极管一定直接接在间的相应阻值小，说明二极管一定直接接在B、、C间且间且C为正极．为正极．答案：答案：黑箱内黑箱内结构如构如图所示．所示．【【例例3】】(2008·广广东东物物理理，，15)某某实验小小组探探究究一一种种热敏敏电阻阻的的温温度度特特性性．．现有有器器材：材：直直流流恒恒流流电源源(在在正正常常工工作作状状态下下输出出的的电流流恒恒定定)、、电压表表、、待待测热敏敏电阻阻、、保温容器、温度保温容器、温度计、开关和、开关和导线等．等． (1)若若用用上上述述器器材材测量量热敏敏电阻阻的的阻阻值随随温温度度变化化的的特特性性，，请你你在在图10－－8－－11甲的甲的实物物图上上连线．．(2)实验的主要步的主要步骤：：①①正正确确连接接电路路，，在在保保温温容容器器中中注注入入适适量量冷冷水水，，接接通通电源源，，调节并并记录电源源输出出的的电流流值；；②②在保温容器中添加少量在保温容器中添加少量热水，待温度水，待温度稳定后，定后，闭合开关，合开关，____________________，断开开关；，断开开关；③③重复第重复第②②步操作若干次，步操作若干次，测得多得多组数据．数据．(3)实验小小组算得算得该热敏敏电阻在不同温度下的阻阻在不同温度下的阻值，并据此，并据此绘得如得如图10－－8－－11乙的乙的Rt关系关系图线，，请根据根据图线写出写出该热敏敏电阻的阻的R—t关系式：关系式：R＝＝______＋＋______t(Ω)(保保留留3位有效数字位有效数字)．． 解析：解析：(3)根据根据R＝＝ 就可解出不同温度下热敏电阻的阻值，并利用图线得出图线的就可解出不同温度下热敏电阻的阻值，并利用图线得出图线的斜率．在图象上取两点，当斜率．在图象上取两点，当t1＝＝10 ℃℃时，时，R1＝＝104 Ω，当，当t2＝＝60 ℃℃时，时，R2＝＝124 Ω，，R—t图象图象1的斜率为的斜率为 ＝＝0.400；将图线延长，交于原点，说明；将图线延长，交于原点，说明t＝＝0 ℃℃时的电阻为时的电阻为100 Ω，故，故R—t关系式为关系式为R＝＝100＋＋0.400t(Ω)．． 答案：答案：(1)如右如右图所示所示(2)②②读取温度取温度计示数，示数，读取取电压表示数表示数 【例【例4】】 (2009·山东，山东，23)为为了了节能和能和环保，一些公共保，一些公共场所使用光控开关控制照所使用光控开关控制照明系明系统．光控开关可采用光敏．光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏阻来控制，光敏电阻是阻阻是阻值随着光的照度而随着光的照度而发生生变化的元件化的元件(照度可以反映光的照度可以反映光的强强弱，光越弱，光越强强照度越大，照度照度越大，照度单位位为lx)．某光敏．某光敏电阻阻RP在不同照度下的阻在不同照度下的阻值如下表：如下表：照度照度(lx)0.20.40.60.81.01.2电阻阻(kΩ)754028232018(1)根据表中数据，根据表中数据，请在在给定的坐定的坐标系中系中(如如图10－－8－－12所示所示)描描绘出阻出阻值随照度随照度变化的曲化的曲线，并，并说明阻明阻值随照度随照度变化的特点．化的特点． (2)如如图10－－8－－13所所示示，，当当1、、2两两端端所所加加电压上上升升至至2 V时，，控控制制开开关关自自动启启动照照明明系系统．．请利利用用下下列列器器材材设计一一个个简单电路路，，给1、、2两两端端提提供供电压，，要要求求当当天天色色渐暗暗照照度度降降低低至至1.0 lx时启启动照照明明系系统，，在在虚虚线框框内内完完成成电路路原原理理图．．(不不考考虑控控制制开开关关对所所设计电路的影响路的影响)提供的器材如下：提供的器材如下：光敏光敏电阻阻RP(符号符号 ，阻，阻值见上表上表)；；直流直流电源源E(电动势3 V，内阻不，内阻不计)；；定定值电阻：阻：R1＝＝10 kΩ，，R2＝＝20 kΩ，，R3＝＝40 kΩ(限限选其中之一并在其中之一并在图中中标出出)；；开关开关S及及导线若干．若干． 解析：解析：根据图表信息，正确作出阻值随照度变化的图象，可知随照度的增加，电根据图表信息，正确作出阻值随照度变化的图象，可知随照度的增加，电阻逐渐减小；第阻逐渐减小；第(2)题中，关键信息是题中，关键信息是1、、2两端所加电压升到两端所加电压升到2 V时就自动启动照时就自动启动照明系统，故随着光敏电阻上的照度减弱，其电阻阻值逐渐增加，根据上述特点可明系统，故随着光敏电阻上的照度减弱，其电阻阻值逐渐增加，根据上述特点可设计如图所示的电路图．设计如图所示的电路图． 答答案案：：(1)光光敏敏电电阻阻的的阻阻值值随随照照度度变变化化的的曲曲线线如如图图所所示示．．特特点点：：光光敏敏电电阻阻的的阻值随照度的增大非线性减小．阻值随照度的增大非线性减小．(2)见解析图见解析图 点击此处进入点击此处进入 作业手册作业手册。