1、-1-第 3 章 从电表电路到集成电路-2-身边很普通的事情,是否能引起你的思考,电瓶车半路上没电了,打手机到关键时刻电量不足了,那么电池是怎样给机器供电的呢?电路中又遵循什么规律呢?在配电室、飞机驾驶舱的前面板、飞船发射指挥中心监控室有大量的仪表,这些仪表的工作原理及其最为基础的部分是什么呢?我们现阶段能否探索这些秘密?答案是肯定的,本章将带领同学们探究学习闭合电路、多用电表、逻辑电路等基础知识,为我们将来的学习打下坚实的基础。-3-3.1 学习使用多用电表-4-1.认识多用电表及其表盘,了解使用多用电表前应注意的事项。2.会用多用电表测直流电压、直流电流及导体的电阻。3.会用多用电表判断晶
2、体二极管的极性。-5-如图所示,汽车驾驶室的面板上有很多仪表,如速度表、油表、机油表等,你知道这些仪表的共同部分是什么吗?提示:共同部分就是电流表的表头,它们都是通过传感装置将其他信号转变成电信号流过电流表来显示的,都是用电流表表头改装而成的。-6-一、认识多用电表1.多用电表的组成:主要由表头、电路板和旋钮组成。2.多用电表面板的功能划分-7-(1)上半部分:为表盘。分别标有电压、电流和电阻的刻度线,用于读取这些电学量的测量值。(2)中央部分:为定位螺丝。用于调节指针的“0”位。(3)下半部分选择开关:“V”表示直流电压挡;“V”表示交流电压挡;“mA”表示直流电流挡;“”表示电阻挡。电阻挡
3、调零旋钮:用于欧姆调零。“+”“-”插孔:用于插红、黑测试表笔。思考:观察多用电表的电压、电流和电阻刻度线,它们的“0”刻度线在什么位置?是否都是均匀的?提示:电压、电流的“0”刻度线在左端,电阻的“0”刻度线在右端;直流电压挡、直流电流挡的刻度线是均匀的,交流电压、电阻挡的刻度线是不均匀的。-8-二、使用多用电表使用多用电表前,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“0”。再将红、黑测试表笔分别插入“+”“-”插孔。1.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
4、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。2.用多用电表判断晶体二极管的极性目前广泛使用的二极管是晶体二极管,它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。-9-二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。晶体二极管的这种导电特性可以概括成“正向导通,反向截止”。二极管的符号:。思考:当给二极管加上一定正向电压时,测得电阻值为 R1;加上反向电压时,测得电阻值为 R2。你能从 R1、R2 两者的差值得到什么结论?提示:当 R1 与
5、 R2 相差很大时,说明二极管质量较好;当 R1 与 R2 相差较小时,说明二极管质量不好。如果 R1 与 R2 均较小,可能二极管短路;如果 R1 与 R2均较大,可能二极管断路。-10-一、多用电表使用的一般规则和说明1.测量前,应先检查表针是否停在左端“0”位置,如果没有停在零位置,要用螺丝刀轻轻转动表盘下方中间部位的机械调零旋钮,使指针指“0”。然后将红表笔和黑表笔分别插入正(+)、负(-)插孔。2.测电压、电阻时,多用电表并联在待测电路中,“+”入“-”出。测电流时,多用电表串联在待测电路中“+”入“-”出。3.测量时,应先把选择开关旋到相应的测量项目和量程上,读数时要读跟选择开关的
6、挡位对应的刻度盘上的示数。4.测电流、电压时,被测的电流、电压值不要超过相应的量程,可先选择大量程,再换小量程。注意:多用电表直流挡是毫安挡,不能测量比较大的电流。尽量让指针指在表盘中央附近,这样可使读数更准确一些。-11-5.测量时,应注意人身安全,不可用手接触表笔金属部分,防止触电。6.使用后,要把表笔拔出,并把功能选择开关拨至交流电压最高挡或“off”挡。长期不用时应把电池取出。二、多用电表的使用1.测量直流电压(1)将功能选择开关旋转到直流电压挡。(2)根据待测电压的估计值选择量程。如果难以估测待测电压值,应按照由大到小的顺序,先将选择开关旋转到大量程上试测,然后根据测量出的数值,重新
7、确定适当的量程再进行测量。-12-(3)测量时,用红、黑测试笔使多用电表跟小灯泡并联,注意使电流从“+”插孔流入多用电表,从“-”插孔流出多用电表,检查无误后再闭合开关,如图所示。(4)根据挡位所指的量程以及指针所指的刻度值,读出电压表的示数。若选用的量程在表盘上没有对应的刻度,则根据比例关系读取数据。-13-2.测量直流电流(1)将功能选择开关旋转到直流电流挡。(2)根据待测电流的估计值选择量程。如果难以估测待测电流值,应按照由大到小的顺序,先将选择开关旋转到大量程上试测,然后根据测量出的数值,重新确定适当的量程再进行测量。(3)测量时,用红、黑测试笔使多用电表跟小灯泡串联,注意使电流从“+
8、”插孔流入多用电表,从“-”插孔流出多用电表,检查无误后再闭合开关。(4)根据挡位所指的量程以及指针所指的刻度值,读出电流表的示数。-14-3.测量电阻(1)实验步骤机械调零:欧姆表在使用前,一定要观察指针是否指在左端电阻处,若有偏差应用小螺丝刀轻旋调零旋钮。选挡:一般欧姆表都有多个挡位,测量时要进行合理选挡,使读数在中值刻度附近。电阻调零:将红黑表笔短接,调节电阻调零旋钮,使指针指向右端电阻零刻度。测量:将待测电阻与别的元件断开,一定不要用手接触表笔,将红黑表笔接到被测电阻两端进行测量。读数:用刻度盘上的读数乘以选择开关所指的倍数即得到待测电阻的阻值。-15-若需要换挡测量新的电阻需要重复以
9、上步。实验完毕,将表笔从插孔中拔出,并将功能选择开关置于“off”挡,长期不用时,应将多用电表中的电池取出。(2)注意事项测电阻必须把待测电阻隔离。两个调零过程,切记换挡进行欧姆调零。读数时应乘以相应倍率。读数以指针指向刻度盘中央附近为准。4.测晶体二极管正反向电阻(1)关于晶体二极管-16-晶体二极管是用半导体材料制成的,它有两个极,一个叫正极,一个叫负极。它的符号如图所示。晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向)。当给二极管加正向电压时,它的电阻很小,电路导通如实验图甲所示;当给二极管加反向电压时,它的电阻很大,电路截止如实验图乙所示。-17-(2)测正向电阻:将多用
10、电表的电阻挡量程拨到“10”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,将黑表笔接触二极管正极,红表笔接触二极管的负极,稳定后读取示数乘上倍率求出正向电阻 R1。(3)测反向电阻:将多用电表的选择开关旋至高倍率的欧姆挡(例如1 k),变换挡位之后,须再次把两表笔短接调零,将黑表笔接触二极管的负极,红表笔接触二极管的正极,稳定后读取示数乘上倍率(例如 1 k),求出反向电阻 R2。-18-类型一 多用电表的读数【例 1】如图为一正在测量中的多用电表表盘。(1)如果是用10 挡测量电阻,则读数为 。(2)如果是用直流 10 mA 挡测量电流,则读数为 m
11、A。(3)如果是用直流 5 V挡测量电压,则读数为 V。-19-解析:如果是进行的电阻测量,读数时应该用最上面一行刻度,然后再乘以倍率。在进行电流的测量时,电流挡是 10 mA,没有直接能够读数的表盘刻度,可以选择满偏刻度为 50 的刻度盘,每个小格代表 0.2 mA 进行读数。答案:(1)60(2)7.18(3)3.59题后反思:应用多用电表测电压、电流、电阻数值时,一定要注意刻度盘上刻度线的特点,测电压、电流时用中间均匀刻度线,测电阻时用从 0 到的非均匀刻度线。-20-类型二 多用电表的使用【例 2】用多用电表的欧姆挡测量一未知电阻的阻值,若将选择倍率的旋钮拨至“100”挡,测量时指针停
12、在刻度盘 0 附近处,为了提高测量的精确性,有下列可供选择的步骤:A.将两根表笔短接B.将选择开关拨至“1 k”挡C.将选择开关拨至“10”挡D.将两根表笔分别接触待测电阻的两端,记下读数E.调节电阻调零旋钮,使指针停在 0 刻度线上F.将功能选择开关拨至交流电压最高挡上将上述中必要的步骤选出来,这些必要步骤的合理顺序是 (填写步骤的代号);若操作正确,上述 D 步骤中,指针偏转情况如图所示,则此未知电阻的阻值Rx=。-21-点拨:解答本题应把握以下两点:(1)按照“选挡调零测量读数”的顺序。(2)阻值等于指针示数倍率。-22-解析:用多用电表的欧姆挡测未知电阻时,指针停在中值(中心位置)附近
13、时测量误差较小,一般指针指在满刻度的13 23处即可。当用“100”的挡测量时,指针停在 0 附近,说明该待测电阻的阻值相对该挡比较小,为了提高测量精度,应换低倍率“10”的挡来测量。换挡之后,必须重新调零,然后再接入未知电阻进行测量和读取数据,测量后暂时不使用此多用电表,应将选择开关置于交流电压最高挡上,这是为了安全,保证多用电表不受意外损坏。如下次再使用这个多用电表测电流、电压时,一旦忘了选挡,用交流电压最高挡虽然测不出正确结果,但不会把多用电表烧坏。故合理顺序为 CAEDF,Rx 阻值为 160。-23-答案:CAEDF 160 题后反思:改变电阻挡的倍率时,需要重新调整电阻调零旋钮。特
14、别是在测量多个阻值相差很大的电阻时,一定要重新调零,这一点十分重要。-24-类型三 用多用电表判断电路故障【例 3】如图所示,电路中有三根导线,其中一根断路,电源、电阻 R1、R2 及另外两根导线完好。为了查出断导线,某学生想先用多用电表的红表笔连接在电源的正极 a,再将黑表笔连接在电阻 R1 的 b 端和 R2 的 c端,并观察多用电表指针的示数。应当选用的挡位是()。-25-A.直流 10 V 挡B.直流 0.5 A 挡C.直流 2.5 V 挡D.欧姆挡解析:因为被检测的电路为含电源电路,所以选用欧姆挡一定不行。由于电路中电源电动势为 6 V,所以选用直流 2.5 V 挡也不正确。估测电路
15、中电流的最大值可能为 Im=2=65 A=1.2 A,所以选用直流 0.5 A 挡也不对,只能选用直流 10 V挡。答案:A-26-类型四 用多用电表探测黑箱问题【例 4】有一只电阻和一只半导体二极管串联,装在盒子里。盒子外面只露出三个接线柱 A、B、C,如图所示,今用多用电表的欧姆挡进行测量,测量的阻值如下表所示,试在虚线框中画出盒内元件的符号和电路。红表笔 A C C B A B 黑表笔 C A B C B A 阻值 有阻值 阻值同 AC间测量值 很大 很小 很大 接近 AC间电阻 -27-点拨:解题时,首先要明确元器件的特点,即电阻无极性,而二极管的正向电阻很小,反向电阻很大;还要明确选
16、择多用电表的欧姆挡测量时,表内电源接入电路中,红表笔与表内电源的负极相连、黑表笔与表内电源的正极相连,故红表笔的电势低,黑表笔的电势高,再根据测量结果进行合理的猜测即可得到结果。答案:本题结果如图所示题后反思:用多用电表探测黑箱内的电学元件及电路结构,一般先用电压挡判断箱内有无电源,在确认黑箱内没有电源的情况下,然后再用欧姆挡判断黑箱内有无二极管和电阻,最后根据数据分析电学元件的连接方式。-28-1 关于多用电表面板上的刻度线,下列说法中正确的是()。A.直流电流刻度线和直流电压刻度线都是均匀的,可共用同一刻度线B.电阻刻度线是均匀的,且每一挡的测量范围都是从 0C.交流电压刻度线是均匀的D.
17、电阻刻度线上的零欧姆刻度线与直流电流刻度的最大值刻度线相对应解析:直流电流刻度线和直流电压刻度线以及交流电流刻度线都是均匀的,可共用同一刻度线,故选项 A 正确;电阻和交流电压刻度线都是非均匀的,故选项 B、C 错误;电阻刻度线上的零欧姆刻度线是与直流电流刻度的最大值刻度线相对应的,故选项 D 正确。答案:AD-29-2 用多用电表欧姆挡测电阻时,下列说法中错误的是()。A.测量前必须欧姆调零,而且每测一次电阻都要重新欧姆调零B.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,以使表笔与待测电阻接触良好C.待测电阻若是连在电路中,应当把它先与其他元件断开后再测量D.使用
18、完毕应当拔出表笔,并把选择开关旋到“off”挡或交流电压最高挡解析:测量前必须欧姆调零,每测一次电阻则不需要重新欧姆调零,但每换一次挡则需重新欧姆调零,故选项 A 错误;测量电阻时,不能用两手分别将两表笔与待测电阻两端紧紧捏在一起,故选项 B 错误;待测电阻若是连在电路中,应先将它与其他元件断开后再测量,故选项 C 正确;使用完毕应当拔出表笔,并把选择开关旋到“off”挡或交流电压最高挡,长期不用时,还需将电池取出,故选项 D 正确。答案:AB-30-3 欧姆调零后,用“10”挡测量一个电阻的阻值,发现表针偏转角度极小,正确的判断和做法是()。A.这个电阻值很小B.这个电阻值很大C.为了把电阻
19、测得更准一些,应换用“1”挡,重新欧姆调零后进行测量D.为了把电阻测得更准一些,应换用“100”挡,重新欧姆调零后进行测量解析:表针偏转角度极小,表明电流很小,电阻很大,故选项 B 正确;为了把电阻测得更准一些,则应使表针指在中值电阻附近,因而“10”挡测量一个电阻的阻值,发现表针偏转角度极小,故应增大倍率,换用“100”挡,故选项 D 正确。答案:BD-31-4 用已调零且选择旋钮指向欧姆挡“10”位置的多用电表测某电阻阻值,根据图中所示的表盘,被测电阻阻值为 。若将该表选择旋钮置于 1 mA挡测电流,表盘仍如图所示,则被测电流为 mA。-32-解析:欧姆表的读数为表头读数乘倍率,即 221
20、0=220。电流为1mA250 100=0.4 mA。答案:220 0.4-33-5 如图所示为一可供使用的多用电表,S 为选择开关,Q 为电阻调零旋钮。现在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=60,R2=470 k。下面提出了在测量过程中一系列可能的操作,请你选出能尽可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横线上的空白处。A.旋动 S 使其尖端对准电阻挡“1 k”B.旋动 S 使其尖端对准电阻挡“100”C.旋动 S 使其尖端对准电阻挡“10”D.旋动 S 使其尖端对准电阻挡“1”E.旋动 S 使其尖端对准交流电压“
21、1 000”F.将两表笔分别接到 R1 的两端,读出 R1 的阻值,随后即断开G.将两表笔分别接到 R2 的两端,读出 R2 的阻值,随后即断开H.两表笔短接,调节 Q 使表针对准电阻挡刻度盘上的“0”,随后即断开-34-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)。-35-解析:多用电表测量电阻时,量程的选择以指针指中央刻度附近时读数较准确,由表盘中值示数约 150 可知,测 R1=60 的电阻时,只能选“1”挡;测 R2=470 k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,进行电阻挡调零,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(V)高压挡或“off”处,所以合理的操作及其顺序为 AHGDHFE 或 DHFAHGE。答案:AHGDHFE(或 DHFAHGE)-36-本课结束 谢谢观看
