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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,试验五 用多用电表探索黑箱内电学元件 传感器简朴应用,第1页,1.理解多用电表构造、原理.掌握多用电表使用措施,2.学会用多用电表探测黑箱内电学元件,3.理解传感器工作原理及简朴应用,第2页,1.,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,（,1,）多用电表外观认识,.,第3页,（2）测量原理.,测量电流和电压时等同于电流表和电压表.,测电阻：根据是闭合电路欧姆定律.,原理图如图：当Rx=0时，Ig=,当Rx时，Ig=0,若Rx为一般值，则I=,即：Rx与I相对应.（非线性）,当I=Ig时.Rx为中值电阻，即电表内阻.,第4页,2.黑箱内电学元件电阻特点及判断,（1）黑箱内常见电学元件有:电阻、电源、电容器、二极管等.,（2）测量判断.,电阻为零两接线柱由无阻导线短接.,电压为零有下述也许性:,a.任意两接线柱之间电压均为零盒内无电源.,b.有接线柱之间电压为零,也许是如下状况:,第5页,.两接线柱中至少有一种与电源断路;,.两接线柱之间有电动势代数和为零反串电池组;,.两接线柱间短路.,电压最大两接线柱间有电源.,正向和反向电阻值相差很大两接线柱间有二极管.,有充放电现象（欧姆表指针先偏转,然后又回到“”刻度）两接线柱之间有电容器.,在分析和解答黑箱问题时,其外观体现往往相似,因此不仅答案多种多样,并且在无条件限制时,还也许有无数多解.,第6页,3.传感器原理,传感器是能将所感受到物理量（如力、热、光、声等）转换成便于测量量（一般是电学量）一类元件.其工作过程是通过对某一物理量敏感元件将感受到信号按一定规律转换成便于运用信号.例如,光电传感器是运用光敏电阻将光信号转换成电信号,热电传感器是运用热敏电阻或金属热电阻将温度信号转换成电信号,转换后信号通过电子电路处理就可以抵达以便检测、自动控制、遥控等多种目旳了.,第7页,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（带铁夹）、温度计、烧杯、光敏电阻、热敏电阻、冰（热）水、光电计数器等,.,第8页,1.用多用电表测电阻,（1）检查多用电表指针与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.,（2）将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔.,（3）将选择开关置于直流电压2.5 V挡，测1.5 V干电池电压.,（4）将选择开关置于交流电压250 V挡，测220 V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）,第9页,【锦囊妙诀】多用电表测电阻：开关扳到欧姆挡，估计阻值选量程；正负表笔相接触，转动旋钮调好零；接入待测电阻后，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，这条牢牢记心中；用完拔出两表笔，选择开关OFF停.,第10页,（5）将选择开关置于直流电流10 mA挡，测量1.5 V干电池与200 电阻串联回路电流.,（6）将选择开关置于欧姆表“1”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.,（7）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，并与原则值比较，然后断开表笔.,（8）将选择开关置于欧姆挡“100”挡，重新进行欧姆调零，然后测定几百欧、几千欧电阻，并将测定值与原则值进行比较.,第11页,2.研究二极管单向导电性,（1）将小灯泡、二极管、电键、直流电源用导线串联成回路，变化电源极性接法,观测二极管开关特性.,（2）用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，红笔接是负极；若指示电阻值很大，阐明对二极管加是反向电压，黑笔接是负极，红笔接是正极.,第12页,3.探测黑箱内电路，如图所示,（1）将多用电表选择开关旋转到直流电压挡，并置于500 V 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，则阐明黑箱内不含电源.,（2）用欧姆挡测量A、C间正、反接电阻，若两次所测阻值相等，则表明A、C间只具有电阻.,第13页,（,3,）用欧姆挡测量,A,、,B,间正、反接电阻，若红表笔接,A,，黑表笔接,B,时所测阻值较小，而红表笔接,B,，黑表笔接,A,时所测阻值很大，表明,A,、,B,间有二极管，且,A,接线柱接二极管负极，,B,接线柱接二极管正极,.,（,4,）用欧姆挡测量,B,、,C,间电阻，若当红表笔接,B,，黑表笔接,C,时所测阻值很大，而当红、黑表笔反接时，所测阻值却很小，则,B,、,C,间有二极管，且,B,接二极管正极,.,第14页,（5）据前面所测成果，画出黑箱内电路，也许是如图所示两种形式.,第15页,4.传感器简朴应用,（1）研究热敏电阻热敏特性.,将热敏电阻放入烧杯中水中,测量水温和热敏电阻阻值（如图甲所示）,第16页,准备好记录电阻与温度关系表格.,变化水温度,一再测量水温度和热敏电阻阻值,记录在表格中.把记录数据画在R-T图中,得图线如图乙所示.,（2）研究光敏电阻光敏特性.,连接电路如图所示.用欧姆表测量光敏电,阻阻值.变化入射到光敏电阻上光,强度,一再测量其电阻值并比较光强,度变化与电阻变化关系,及时记录试验数据，分析光敏电阻特性.,第17页,（3）传感器应用.,将钩码放在纸带上，如图所示.拖动纸带向前运动，观测光电计数器上数字变化.,第18页,1.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,2.欧姆表表盘刻度不均匀，估读时易带来误差，要注意其左密右疏特点,3.由于欧姆表刻度非线性，表头指针偏转过大或过小都会使误差增大，因此要选用合适挡位，使指针指中值附近,第19页,4.测电流、电压时，由于电表内阻影响，测得电流、电压值均不不小于真实值,5.读数时观测易形成偶尔误差，要垂直表盘正对指针读数,6.传感器中误差：一是温度计读数偶尔误差.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,第20页,1.欧姆表刻度盘不一样样于电压、电流表刻度盘,（1）刻度不均匀：左密右疏.,（2）欧姆挡是倍率挡，即读出示数再乘以挡上倍率.电流、电压挡是量程范围挡.,在不懂得待测电阻估计值时，应先从小倍率开始，熟记“小倍率小角度偏，大倍率大角度偏”（由于欧姆挡刻度盘上越靠左读数越大，且测量前指针指在左侧“”处）.,第21页,（,3,）欧姆表读数,.,待测电阻阻值应为表盘读数乘以倍率,.,为了减小读数误差，指针应指表盘 到 部分，即中央刻度附近,.,2.,多用电表使用注意事项,（,1,）使用前要机械调零,.,（,2,）两表笔在使用时，电流总是“红入”、“黑出”,.,（,3,）电压、电流挡为量程范围挡，电阻挡为倍率挡,.,（,4,）测电阻时,.,第22页,待测电阻与电路、电源一定要断开.,两手一定不要同步接触两笔金属杆.,每换一挡必须重新欧姆调零.,读出示数要乘以倍率.,（5）测电学黑箱时，一定要先用大量程电压挡判其内部有无电源，无电源方可用欧姆挡.,（6）使用完毕，选择开关要置于OFF挡或交流电压最高挡，长期不用应取出电池.,第23页,3.传感器问题,（1）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似，并同步读出水温.,（2）光敏试验中，假如效果不明显，可将部分电路放入带盖纸盒中，并通过盖上小孔，变化射到光敏电阻上光多少.,（3）光电计数器是比较精密仪器，使用过程中应轻拿轻放，严格按操作规定进行.,第24页,多用电表欧姆挡不仅能测电阻值，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.,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.,若某一元件用欧姆表测量时，指针先偏转，然后又缓慢回到“”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“0”刻度处再逐渐增大到某一数值，则可判断该元件为电感器.,第25页,多用电表使用措施,【例证1】（安徽高考）（1）某同学使用多用电表粗略测量一定值电阻阻值,先把选择开关旋到“1 k”挡位，测量时指针偏转如图（a）所示.请你简述接下来测量过程：,第26页,_;_;_;,测量结束后，将选择开关旋到“,OFF”,挡,.,第27页,（2）接下来采用“伏安法”较精确地测量该电阻阻值，所用试验器材如图（b）所示.,第28页,其中电压表内阻约为5 k，电流表内阻约为5.图中部分电路已经连接好，请完毕试验电路连接.,（3）图（c）是一种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.当转换开关S旋到位置3时，可用来测量_;当S旋到位置_时，可用来测量电流，其中S旋到位置_时量程较大.,第29页,第30页,【规范解答】（1）由指针偏转知所选挡位过大，电阻读数大概为2 k，因此需要换100挡，换挡后要重新进行欧姆调零，最终读数.,（2）该电阻阻值约为2 k，和电压表、电流表内阻比较知为一种大电阻，因此电流表要用内接法，电路连接如图.,第31页,（3）测量电阻需要内接电源，因此开关S旋到位置3时，用来测量电阻；测量电流时，表头要并联分流电阻，故当S旋到位置1、2时，用来测量电流，分流电阻越小量程越大，因此旋到位置1时量程较大.,第32页,答案：,（,1,）断开待测电阻，将选择开关旋到,“,100,”,挡；将两表笔短接，调整,“,欧姆调零旋钮,”,，使指针指向,“,0,”,；再接入待测电阻，将指针示数,100,即为待测电阻阻值,.,（,2,）见规范解答图,（,3,）电阻,1,、,2 1,第33页,多用电表欧姆挡使用,【例证2】（北京高考）用如图所示多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T.请根据如下环节完毕电阻测量:,第34页,第35页,旋动部件_，使指针对准电流“0”刻线.,将K旋转到电阻挡“100”位置.,将插入“+”、“-”插孔表笔短接，旋动部件_，使指针对准电阻_（填“0刻线”或“刻线”）.,将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小，为了得到比较精确测量成果，请从如下选项中挑出合理环节，并按_次序进行操作，再完毕读数测量.,A.将K旋转到电阻挡“1 k”位置,B.将K旋转到电阻挡“10”位置,C.将两表笔金属部分分别与被测电阻两根引线相接,D.将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准,第36页,【规范解答】用多用电表测量电阻时，在测量之前就要观测指针与否在零刻度线上，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“0刻线”.然后转动选择开关K，选择量程，再将两表笔短接，调整调零电阻旋钮T，使指针对准满偏刻度（即电阻0刻线），接下来才能将两表笔金属部分分别与被测电阻两根引线相接，测量被测电阻阻值.若在测量过程中，发现指针偏转角度过小，表明被测电阻阻值很大，这时要换用更高倍率挡位，本题就要从“100”挡位更换到“1 k”挡位置.,答案：S T 0刻线 ADC,第37页,多用电表探索黑箱中电学元件和传感器应用,【例证3】（南宁模拟）（1）用多用电表探测图甲所示黑箱发现：用直流电压挡测量，E、G两点间和F、G两点间均有电压，E、F两点间无电压；用欧姆挡测量，黑表笔（与电表内部电源正极相连）接E点，红表笔（与电表内部电源负极相连）接F点，阻值很小，但反接阻值很大.那么，该黑箱内元件接法也许是图乙中_.,第38页,第39页,（2）青岛奥运会帆船赛场采用风力发,电给蓄电池充电，为路灯提供电能.用,光敏电阻作为传感器控制路灯电路,开关，实现自动控制.光敏电阻阻值,随照射光强弱而变化，作为简化模型，,可以近似认为，照射光较强（如白天）时电阻几乎为0；照射光较弱（如黑天）时电阻靠近于无穷大.运用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑天打开.电磁开关内部构造如图所示.1、2两接线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与弹簧片,第40页,和触点连接.当励磁线圈中电流不小于50 mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；电流不不小于50 mA时，3、4接通.励磁线圈中容许通过最大电流为100 mA.,运用如下器材设计一种自动控制路灯电路，画出电路原理图.,光敏电阻R1，符号 灯泡L，额定功率40 W，额定电压36 V，符号 保护电阻R2，符号,电磁开关，符号 蓄电池E，电压36 V，内阻很小；,开关S，导线若干.,第41页,回答如下问题：,a.假如励磁线圈电阻为200，励磁线圈容许加最大电压为_V,保护电阻R2阻值范围为_.,b.在有些应用电磁开关场所，为了安全，往往需要在电磁铁吸合铁片时，接线柱3、4之间从断开变为接通.为此，电磁开关内部构造应怎样改造？请结合本题中电磁开关内部构造图阐明.,c.任意举出一种其他电磁铁应用例子.,第42页,【规范解答】（1）用多用电表直流电压挡测量时，E、G两点间和F、G两点间均有电压，则阐明E、G和F、G两点间均与电源相连，而E、F间无电压，则阐明E、F两点间无电源；当用欧姆挡测量时，黑表笔接E、红表笔接F点阻值很小，反接阻值很大，则E、F间接正向二极管，故B对旳.,第43页,（2）电磁继电器分为控制电路和工作电路两部分.根据光敏电阻特性，可知光敏电阻应串联在控制电路中，为了保护励磁线圈，保护电阻也应当串联在控制电路中.灯泡连入工作电路.由于励磁线圈容许最大电流Im=0.1 A，因此励磁线圈两端容许最大电压Um=ImR=20 V；保护电阻最小值R21=-R线=,160,最大值R22=-R线=520.,第44页,答案：（1）B （2）如图所示,a:20 160520,b.把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧，保证当电磁铁吸合铁片时，3、4之间接通；不吸合时，3、4之间断开,c.电磁起重机,第45页,1.有关欧姆表,如下说法对旳是（）,A.欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成,B.由于电流和电阻成反比,因此刻度盘上刻度均匀,C.使用欧姆表时,选择好一定量程欧姆挡后,首先应将两表笔短接,进行电阻调零,换挡后不必重新调零,D.若测量时指针偏角较小,应换用小倍率测量,【解析】选A.由I=知I与Rx不成反比,刻度不均匀,B错;换挡后要重新调零,C错;指针偏角较小阐明被测电阻较大,应换大倍率挡,D错.,第46页,2.如图所示，已知黑箱外有A、B、C三个接线柱，黑箱内有一种定值电阻和一种二极管，它们两端都直接接在接线柱上.用多用电表依次测三个接线柱间阻值，成果如表所示.请鉴定黑箱内构造.,红表笔,A,A,B,C,C,B,黑表笔,B,C,C,B,A,A,阻值（,）,100,150,50,2k,2.1k,100,第47页,【解析】此题考察用多用电表鉴定黑箱内电路构造，考察学生对二极管特性掌握状况,考察推理能力.定值电阻阻值与电流方向无关.二极管有单向导电性，其电阻与电流方向有关，其正向电阻较小，反向电阻很大.电流方向总是从红表笔流入多用电表，因此一定是从黑表笔流入被测电路.,A、B间电阻与电流方向无关.因此一定是定值电阻；B、C间电阻与电流方向有关，且阻值比A、C间对应阻值小，阐明二极管一定直接接在B、C间且C为正极.,第48页,答案：黑箱内构造如图所示,第49页,3.（泉州模拟）一位同学使用多用电表测电阻，他在试验中重要环节如下：,把选择开关拨到“10”欧姆挡上；,把表笔插入测试笔插孔中，先把两表笔相接触，旋转调零旋钮，使指针指在零处;,把两表笔分别与待测电阻两端相接，发现这时指针偏转角度较小；,第50页,换用“100”欧姆挡测量，发现这时指针偏转适中，随即记下电阻数值；,把表笔从测试笔插孔拔出后，把多用电表放回桌上原处，试验完毕.,这位同学在测量时已注意到：待测电阻与其他元件电源断开，不用手碰表笔金属杆.这位同学在试验中尚有哪些违反使用规则地方？,a._;,b._.,第51页,【解析】a.选择开关从“10”挡拨到“100”挡时，必须重新调零;,b.多用电表使用后不能把选择开关置于欧姆挡.应置于交流电压最高挡或“OFF”挡.,答案：见解析,第52页,4.传感器是把非电学量（如速度、温度、压力等）变化转换成电学量变化一种元件，在自动控制中有着相称广泛应用.有一种测量人体重电子秤，其测量部分原理图如图中虚线框所示，它重要由压力传感器R（电阻值会随所受压力大小发生变化可变电阻），显示体重大小仪表A（实质是理想电流表）构成.压力传感器表面能承受最大压强1107Pa，且已知压力传感器R电阻与所受压力关系如表所示.设踏板,第53页,和压杆质量可以忽视不计,接通电源后，压力传感器两端电压恒为4.8 V,取g=10 m/s2.请回答:,第54页,（,1,）该秤零起点（即踏板空载时）刻度线应标在电流表刻度盘,_mA,处,.,（,2,）假如某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘示数为,20 mA,，这个人体重是,_kg.,压力,F/N,0,250,500,750,1 000,1 250,1 500,电阻,R/,300,270,240,210,180,150,120,第55页,【解析】本题是传感器应用问题，考察学生试验与探究能力.,（1）由图表知，踏板空载时，压力传感器电阻R=300，此时A中电流I=A=16 mA.,（2）当电流I=20 mA=2010-3A时，压力传感器电阻,R=240，对应表格中，这个人质量为50 kg.,答案：（1）16 （2）50,第56页,5.（杭州模拟）（1）用多用电表欧姆挡测量阻值约为几十千欧电阻Rx,如下给出是也许操作环节，其中S为选择开关，P为欧姆挡调零旋钮，把你认为对旳环节前字母按合理次序填写在横线上_.,第57页,a.将两表笔短接，调整P使指针对准刻度盘上欧姆挡零刻度，断开两表笔,b.将两表笔分别连接到被测电阻两端，读出Rx阻值后，断开两表笔,c.旋转S使其尖端对准欧姆挡1 k,d.旋转S使其尖端对准欧姆挡100,e.旋转S使其尖端对准交流500 V挡，并拔出两表笔,根据如图所示指针位置，此被测电阻阻值约为_k.,第58页,（2）下述有关用多用电表欧姆挡测电阻说法中对旳是,（）,A.测量电阻时假如指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较小挡位，重新调零后测量,B.测量电阻时，假如红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量成果,C.测量电路中某个电阻，应当把该电阻与电路断开,D.测量阻值不一样样电阻时都必须重新调零,第59页,【解析】（1）测量几十千欧电阻Rx，我们一般选择较大挡位先粗测，使用前应先进行调零，然后根据欧姆表达数再更换挡位，重新调零，再进行测量；使用完毕应将选择开关置于OFF位置或者交流电压最高挡，拔出表笔.欧姆表达数乘以对应挡位倍率即为待测电阻阻值30 k.,第60页,（2）选A、C.测量电阻时，指针偏转过大阐明被测电阻很小，应更换倍率较小挡位，换挡后重新调零，故A对旳；测电阻时，红、黑表笔正、负极插反不影响测量成果，B错误；用欧姆表测电阻时，被测电阻必须和电路断开，C对旳；只有换挡后需要调零，测量不一样样电阻不需要调零，D错误.,答案：（1）c、a、b、e 30 （2）A、C,第61页,
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