高二物理 实验十二 用多用电表探测黑箱内的电学元件.doc

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1、高二物理实验十二用多用电表探测黑箱内的电学元件　　【实验目的】1．学习多用电表的一般使用方法．2．练习用多用电表探测黑箱内的电学元件．3．了解晶体二极管的单向导电性及其符号．　　【实验原理】　　多用电表（如图所示）可以用来测量直流电流、直流电压、交变电流、交变电压、电阻等多种电学量。图2　　多用电表的上半部分为表盘，下半部分为选择开关，周围标有测量功能的区域及量程。将多用电表的选择开关旋转到电流挡，多用电表内的电流表被接通；将多用电表的选择开关旋转到电阻挡，多用电表内的欧姆表电路就被接通。ErGR红表笔黑表笔欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的。其电路

2、如图所示，R为调零电阻。当红黑表笔短接，使电阻调零时，表头指针满偏，有Ig=E/(Rg+R+r)。当红、黑表笔间接入某电阻RX时，有Ix=E/(Rg+R+r+Rx)，可见每一个RX都有一个对应的电流值I。我们只要在表盘上表明与I对应的RX值，就可用它来测量未知电阻RX。　　我们用多用电表来探测黑箱内的电学元件。　　黑箱又称黑盒子、暗盒，是指不知其内部结构的系统。黑箱方法，也是控制论中的一种重要方法。具体地说：就是给黑箱一个刺激（输入），观察其反映（输出），并分析多组输入和输出的对应关系，来推测黑箱内部结构并加以控制的方法。　　由于求解黑箱问题，需较多

3、地采用了由果求因的逆向思维方法。且造成同一结果的原因可能有多种，故对黑箱的求解，难度一般较大。为简便起见，本实验采用限定：黑箱有三个接点（图3）；二接点间最多只有一个元件、黑箱内最多只有二个元件（且均串联）；黑箱内的元件可能为电源、电阻或二极管。图4图3　　用电压挡测量待测两端电压U=0？否内含电源是用欧姆表测量待测两端电阻反向R→∞？断路是可能有二极管否反向R=C？定值电阻R=C（定值）反向R→0？短路可能有二极管否是R→0R→∞晶体二极管具有单向导电性，如图4所示。当二极管加上正向电压时，它的电阻很小，就像一个接通的开关一样；当给二极管加上反向电

4、压时，它的电阻变得很大，就像断开的开关一样。根据这一特征，我们可以来断定电路中是否可能有二极管。用多用电表探测黑箱的思路：【步骤规范】　　实验步骤　　操作规范一.识别多用电表1.识别多用表的选择开关、欧姆挡、欧姆挡倍率、刻度盘2.将红、黑表笔分别插入测试笔插孔3.根据待测电阻的估计值，选择合适的倍率，将选择开关置于这一挡1.明确欧姆表刻度的零位置、∞、中心刻度位置2.红、黑表笔的插头端分别插入“+”、“－”插孔3.测试时，表针指在中心刻度附近，则倍率合适一.用欧姆挡测量电阻1.将红、黑表笔短接，调节调零旋钮，使指针指在零欧姆处2.测量阻值约为数十欧或

5、数千欧的电阻元件的阻值3.测量“220V，60w”灯泡和“220v，40w”日光灯镇流器的阻值4.测量你的人体电阻1.将红、黑表笔的测试端的金属杆相接触，使表头指针调零2.每变换倍率，均需重新调零3.将两表笔分别与待测电阻两端接触，不要用手去接触电阻两端。若待测电阻在电路中，必须断开电源并使电阻的一端离开电路。读数应正确，并有适当的估读4.会及时更换欧姆挡的倍率一.用万用表探测黑箱内的电学元件1．首先确定有无电池。它不仅容易判断，而且因为若有电池存在而没有找出其确切位置，就不能用万用表的欧姆挡去测各接线柱间的电阻，否则就可能烧毁万用表，这是绝对不允许

6、的。2．测定有无二极管，然后判断有无电容（本实验中不设置二极管、电容、电感元件）。这个判断应当通过万用电表的欧姆挡来确定。1．在多用表直流档测量时，由于不知道可能存在电池的电动势值，应选用较高电压档逐点测量黑箱内每个接线柱间的电压，测量结果指针没有偏转，再改用直流电压最低档进行测量，指针仍无偏转，说明黑箱内没有电池。2．在设置黑箱内元件参数时，一般两元件串联与单独测量会有明显的差异3．用欧姆挡测定各点间存在电阻的阻值。可按从低挡位向高挡位顺序测量。3．用欧姆挡测定各点间存在电阻的阻值。可按从低挡位向高挡位顺序测量四．测量完毕，将表笔从插孔中拨出，选择

7、开关置于“OFF”位置或交流高压挡　　【注意事项】1．测量时手不要接触表笔的金属部分测量电路中的电阻时，应将该电阻与其它元件和电源断开．2．合理选择量程．使指针尽可能指在中间刻度附近（可参考指针偏转在R中／5～5R中的范围）若指针偏角太大，应改换低挡位．若指针偏角太小，应改换高挡位，每次换档后均要重新调零，读数时应将指针示数乘以挡位倍率．3．实际应用中要防止电流超量程，不得测额定电流极小的电器的电阻（如灵敏电流表的内阻）。4．测量完毕后应拔出表笔，选择开关置OFF挡或交流电压最高档．电表长期不用时应取出电池，以防电池漏电、漏液。　　【典型例题】　　例

8、1．（05辽宁）图3中B为电源，R1．R2为电阻．K为电键。现用多用电表测量流过电阻R2的电流。将多用电表的