《用多用表探測(cè)黑箱內(nèi)元件》教學(xué)探討

《用多用表探測(cè)黑箱內(nèi)元件》是高中物理的重要實(shí)驗(yàn)。在歷年高考中都有所體現(xiàn)，考生在這種題型上的得分率不高，其主要原因是考生對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)掌握不牢，對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般步驟不熟悉。本文對(duì)此實(shí)驗(yàn)的教學(xué)談?wù)剛€(gè)人觀點(diǎn)。

筆者在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生長(zhǎng)期以來，在電路分析和計(jì)算方面基礎(chǔ)薄弱，對(duì)多用表的原理不了解；做實(shí)驗(yàn)時(shí)就是去實(shí)驗(yàn)室玩玩而已，沒有明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，運(yùn)用時(shí)無法找到切入點(diǎn)。為了讓學(xué)生理解掌握好該實(shí)驗(yàn)的原理，并做好實(shí)驗(yàn)，筆者認(rèn)為應(yīng)從以下幾個(gè)方面入手。

一、理論上為學(xué)生打好基礎(chǔ)

首先要讓學(xué)生掌握好電路方面的基礎(chǔ)知識(shí)，如電源、電流、電壓、電阻、功率、電容、電感等基本概念；然后讓學(xué)生掌握部分電路和閉合電路歐姆定律，串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)電路的特點(diǎn)和基本計(jì)算方法。如果這些基礎(chǔ)知識(shí)掌握好了，探測(cè)黑箱內(nèi)元件的問題就好辦了。

二、理解表的原理，掌握使用方法

（1）要讓學(xué)生知道多用電表是可以測(cè)電壓、電流、電阻的電學(xué)儀器，通過選擇開關(guān)切換成不同功能的電表，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)多用表的表盤，并懂得讀數(shù)。（2）多用表的“+”、“-”插孔對(duì)應(yīng)插紅、黑表筆，表內(nèi)電流“紅進(jìn)黑出”。

三、讓學(xué)生掌握常見電子元件的特點(diǎn)和測(cè)量方法

一般來說，中學(xué)要求掌握的常見器材是電阻器、二極管和電容器。（1）電阻器的作用有分流、限流、分壓等。用指針式萬用表判定電阻的好壞：首先選擇測(cè)量擋位，再將倍率擋旋鈕置于適當(dāng)?shù)膿跷?，?duì)萬用表電阻調(diào)零，測(cè)量待測(cè)電阻，結(jié)束后選擇開關(guān)打回OFF擋。（2）電容器的作用：隔直流、充放電、儲(chǔ)能等。采用萬用表R×1k擋，檢測(cè)前，先將電解電容的兩根引腳相碰，以便放掉電容內(nèi)殘余的電荷。當(dāng)表筆剛接通時(shí)，表針向右偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度，然后表針緩慢地向左回轉(zhuǎn)，最后表針停下。表針停下來所指示的阻值為該電容的漏電電阻，此阻值愈大愈好，最好應(yīng)接近無窮大。（3）半導(dǎo)體二極管的主要特性是單向?qū)щ娦?，也就是在正向電壓的作用下，電阻很小，而在反向電壓作用下電阻極大或無窮大。用萬用表（指針式）判斷半導(dǎo)體二極管的極性：通常選用萬用表的歐姆擋（R×100或R×1k），然后用萬用表的兩表筆分別接到二極管的兩極上。當(dāng)二極管導(dǎo)通時(shí)，測(cè)得阻值較?。ㄒ话銕资畾W姆至幾千歐姆之間），這時(shí)黑表筆接的是二極管的正極，紅表筆接的是二極管的負(fù)極。當(dāng)測(cè)得阻值很大（一般為幾百至幾千歐姆）時(shí)，黑表筆接的是二極管的負(fù)極，紅表筆接的是二極管的正極。四、實(shí)踐演練

（1）強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)步驟：先用萬用表的電壓擋檢測(cè)黑箱內(nèi)有無電源，如果無電源，再用歐姆擋檢測(cè)其他電學(xué)元件，猜測(cè)電路結(jié)構(gòu)。

（2）教師設(shè)計(jì)一定的實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)室里指導(dǎo)學(xué)生做好該實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生理論和實(shí)踐相結(jié)合，進(jìn)而提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

（3）精選一些相應(yīng)的練習(xí)，讓學(xué)生通過練習(xí)，逐步養(yǎng)成科學(xué)分析的習(xí)慣。

例題：（2012·全國理綜22題）在黑箱內(nèi)有一由四個(gè)阻值相同的電阻構(gòu)成的串并聯(lián)電路，黑箱面板上有三個(gè)接線柱1、2、3（如圖1所示）。用歐姆表測(cè)得1、2接線柱之間的電阻為1Ω，2、3接線柱之間的電阻為1.5Ω，1、3接線柱之間的電阻為2.5Ω。

圖1（1）在虛線框中畫出黑箱中的電阻連接方式；

（2）如果將1、3接線柱用導(dǎo)線連接起來，1、2接線柱之間的電阻為Ω。

解析：（1）由于箱內(nèi)只有電阻，所以用串并聯(lián)知識(shí)就可以了。先判斷阻值最大的1、3支路結(jié)構(gòu)，然后再判斷2、3支路結(jié)構(gòu)，最后判斷1、2支路之間的結(jié)構(gòu)就可以得出如下圖所示電路。

圖2

（2）根據(jù)題述的測(cè)量值，4個(gè)電阻的阻值均為1Ω。如果將1、3接線柱用導(dǎo)線連接起來，1、2接線柱之間的電阻根據(jù)電阻的串并聯(lián)公式，計(jì)算得R=0.6Ω。

筆者在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，按照上述思路去教學(xué)，效果較好，許多原來電學(xué)基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生都能找回信心，認(rèn)真學(xué)習(xí)，這些學(xué)生對(duì)物理的興趣也越來越濃了，物理教學(xué)質(zhì)量也提高了。

（責(zé)任編輯易志毅）