對《練習(xí)使用多用電表》學(xué)生實(shí)驗(yàn)的一點(diǎn)思考

摘 要： 高中物理中《練習(xí)使用多用電表》的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，看起來簡單，但真正要讓學(xué)生做好該實(shí)驗(yàn)，也是很不容易的。該實(shí)驗(yàn)的主要目的是讓學(xué)生學(xué)會(huì)熟練使用多用電表，進(jìn)而使用多用電表探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力和解決實(shí)際問題的能力。為了完成實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的，做了如下改進(jìn)，和同行們共同探討。

關(guān)鍵詞： 多用萬用表的原理;使用方法

一、 認(rèn)識(shí)多用電表的意義

教師講一些關(guān)于多用電表在生活、生產(chǎn)中的一些具體應(yīng)用，最好可以利用網(wǎng)絡(luò)或課件等演示幾個(gè)應(yīng)用實(shí)例，如修理各種電器、電工電路檢修等，讓學(xué)生知道多用電表使用的重要意義，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

二、 認(rèn)識(shí)多用電表的原理

根據(jù)實(shí)驗(yàn)《把電流表改裝為電壓表》激發(fā)學(xué)生討論能否將電流表改裝為測量電阻的電阻表，也叫歐姆表，讓學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)討論，并設(shè)計(jì)電路圖。然后給每組學(xué)生一電阻箱、一電流表、一滑動(dòng)變阻器、一節(jié)干電池和導(dǎo)線，根據(jù)設(shè)計(jì)的電路圖連接改裝一歐姆表，測電阻箱的電阻并在電流表上標(biāo)上對應(yīng)的刻度，就可改裝成歐姆表。這樣學(xué)生對歐姆表就有了清楚的認(rèn)識(shí)。

小結(jié)：根據(jù)閉合電路歐姆定律，電流I= E r+Rg+R+Rx ，被測電阻Rx越小，電流越大。歐姆表指針偏轉(zhuǎn)角度越大，阻值越小，電流I與電阻Rx不成線性關(guān)系，這樣歐姆表的刻度和其他表是不一樣的，刻度不均勻，最右邊是零（Rx=0，I= E r+Rg+R ），最左邊是∞（Rx→∞，I=0），為了使Rx=0歐姆表指針剛好指到歐姆表的零刻度，必須串聯(lián)一調(diào)零電阻R，接入電阻Rx時(shí)，電流表G中的電流為I= E r+Rg+R+Rx ，改變Rx，電流I隨之改變，I與Rx一一對應(yīng)。這樣由電流表G、調(diào)零電阻R，電池、測電阻連接導(dǎo)線組成就可制成歐姆表，如圖1。在歐姆表內(nèi)部是電流表、電池、調(diào)零電阻三件串聯(lián)組成，在歐姆表外部，就是紅黑表筆。測電阻時(shí)組成閉合電路，根據(jù)電路中電流大小指針偏轉(zhuǎn)從歐姆表上直接讀出數(shù)值，為了測量阻值相差較大的電阻可做成不同擋位的歐姆表。

將電壓表、電流表、歐姆表組合在一起就成了多用電表，它們共用一個(gè)表頭。啟發(fā)學(xué)生自己畫出最簡單的多用電表的電路圖，如圖2，（交流電壓表原理圖較復(fù)雜可以不畫出）。學(xué)生互相交流討論搞清楚怎樣使用是電流擋、怎樣使用是電壓擋、怎樣使用是歐姆表？并確定量程的大小。（圖2中1、2是電流表，1的量程大;3、4是歐姆表，3的倍率大;5、6是電壓表，6的量程大）

利用課件或?qū)嵨锝榻B多種外形的多用電表。多用電表上紅、黑表筆，表示直流電流擋、直流電壓擋的正、負(fù)接線柱。測直流電流、直流電壓時(shí)，電流從多用電表正接線柱流入，從多用電表負(fù)接線柱流出;測電阻時(shí)根據(jù)歐姆表，正接線柱連接的是表內(nèi)電池的負(fù)極，負(fù)接線柱連接的是表內(nèi)電池的正極，因此，電流是從負(fù)接線柱筆流入，正接線柱流出。

三、 練習(xí)使用多用電表

上課前給每個(gè)組配備幾個(gè)阻值差別較大的電阻、幾個(gè)二極管、各種電池等。學(xué)生分別練習(xí)測量各種電池電壓、電流。學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先選擇相應(yīng)測量檔位及適當(dāng)量程上，測量電流、電壓時(shí)紅、黑表筆接正確，根據(jù)量程讀出正確的數(shù)值。直流電流擋和電流表使用方法一樣，直流電壓擋跟電壓表的使用方法一樣，交流電壓擋使用只注意量程，不管正負(fù)接線柱。

電阻的測量是本實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重點(diǎn)。測量方法如圖3。歐姆擋的使用應(yīng)從以下幾個(gè)方面說明：①選擋：若發(fā)現(xiàn)指針偏角太大或太小應(yīng)換用倍率較小或較大的擋（選擇使指針指在滿刻度的1/3～2/3間的擋位，以減小測量誤差）;②換擋后一定要重新短接歐姆調(diào)零;③讀數(shù)是表盤指針示數(shù)×倍率;④被測電阻要跟電源、其他元件斷開;⑤多用電表的優(yōu)點(diǎn)是測量方便，缺點(diǎn)是測電阻若電池用久了，電動(dòng)勢與內(nèi)阻會(huì)變化，產(chǎn)生誤差較大，只能粗略測量電阻，每次使用完畢或攜帶時(shí)，應(yīng)取下電池，將開關(guān)置于“OFF”位置或交流電壓的最高量程檔上。具體實(shí)驗(yàn)就是測量提前準(zhǔn)備好的幾個(gè)定值電阻，或者測電阻箱的阻值。對同一電阻用不同檔位進(jìn)行測量，正接、反接測量，并與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，從而得出為什么要選檔位，檔位選合適，誤差就小，就能減小測量誤差。然后測量提前準(zhǔn)備好的二極管的正、反向電阻，使學(xué)生知道二極管的單向?qū)щ娦?，并?huì)判斷二極管的正負(fù)極。這些都讓學(xué)生親自動(dòng)手操作，總結(jié)測量方法和規(guī)律。

四、 用多用電表探索黑箱內(nèi)的電學(xué)元件

一般實(shí)驗(yàn)室常用的黑箱有三個(gè)接點(diǎn)，任意兩個(gè)接點(diǎn)間只有一個(gè)元件或者沒有任何元件，元件可能是電池、電阻和二極管。開始黑箱要鎖住，要求學(xué)生根據(jù)前面的知識(shí)，對黑箱接點(diǎn)間按順序測試并記錄結(jié)果，根據(jù)測量結(jié)果判定黑箱內(nèi)部的接點(diǎn)之間分別是什么元件，即判斷哪有電池、電阻、二極管等元件，并畫出對應(yīng)電路圖，老師再拿鑰匙打開檢查，看判斷是否正確。不正確的鎖上讓學(xué)生重新分析判斷，直至畫出正確的連接電路圖。做實(shí)驗(yàn)應(yīng)熟悉各元件的特點(diǎn)之外，更主要是要充分利用多用電表的電壓擋和歐姆擋進(jìn)行各種測試（實(shí)驗(yàn)時(shí)用歐姆表測試前先用電壓擋判定黑箱內(nèi)無電源后，才能進(jìn)行），對測量結(jié)果做出正確的分析，分析的步驟依據(jù)如下：（1）直流電壓擋測電壓，先試觸觀察指針偏轉(zhuǎn)根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)確定正負(fù)極，如果兩接點(diǎn)之間電壓為零，兩接點(diǎn)間無電源。如果兩個(gè)接點(diǎn)之間電壓為零，說明沒有電源，如果有的電壓不為零則箱內(nèi)有電源，并可判斷此電源正負(fù)極。（2）歐姆擋測兩接點(diǎn)電阻時(shí)，正向和反向電阻差值較大，兩接點(diǎn)之間就有二極管。（3）正反接電阻一樣說明只有電阻，并記下電阻值。（4）若兩點(diǎn)之間正反阻值差別較大，較小阻值比單獨(dú)電阻略大，說明兩接點(diǎn)間是二極管和電阻串聯(lián)。根據(jù)以上畫出各接點(diǎn)的元件連接圖。

學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)束后再小結(jié)應(yīng)用多用電表測判黑箱內(nèi)電學(xué)元件的步驟思路如下。

老師小結(jié)后，讓沒有判斷出來的學(xué)生繼續(xù)探索，直到每一個(gè)組都能正確探索并畫出連接圖，然后各組互換黑箱再探索，并互相檢查。

五、 典例分析，讓學(xué)生熟練掌握多用電表的使用

【例1】? ?（2000年北京、安徽高考物理）在使用多用表測電阻時(shí)，有一個(gè)步驟是將兩表筆短路，調(diào)節(jié)表上某旋鈕，使指針指到表盤上電阻的示數(shù)為? ? ?處。測量某電池的端電壓時(shí)，要將紅表筆接到電池的? ? ? 極。測量電流時(shí)，要使電流由? ? ? 表筆流人多用電表。

解析： 測電阻用歐姆檔先將紅黑表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆表的調(diào)零旋鈕，使多用電表指針指到歐姆表盤上電阻示數(shù)為0Ω處。測量電池兩端電壓時(shí)，要將紅表筆接到電池的正極。測量電流時(shí)，要使電流由紅表筆流入多用電表。

【例2】? ?（97年全國高考物理）在圖4電路的三根導(dǎo)線中，有一根是斷的，電源、電阻器R1、R2及另外兩根導(dǎo)線都是好的。為了查出斷導(dǎo)線，某學(xué)生想先將萬用表的紅表筆連接在電源的正極a，再將黑表筆分別連接在電阻器R1的b端和R2的c端，并觀察萬用表指針的示數(shù)。在下列選擋中，符合操作規(guī)程的是 （? ）

A. 直流10V擋 B. 直流0.5A

C. 直流2.5V擋 D. 歐姆擋

解析： 該同學(xué)是帶電操作，不能選擇“歐姆擋”，排除D;由于是并聯(lián)在電路中測量，不能選擇“電流檔”，排除B;電源電壓為6V，C選項(xiàng)為直流2.5V擋，小于待測電壓值，排除C;正確選項(xiàng)只能為A。

作者簡介：

牟平，甘肅省白銀市，甘肅省白銀市平川中學(xué)。