资源简介

(共29张PPT)
主题四
直流电及其应用
物理
随着科学技术的迅速发展，人们的生产和生活已离不开电。电给人类带来了文明，给我们的生活带来了方便，但如果使用不当也会带来灾难。在初中所学电路知识的基础上，我们进一步学习有关电路的基础知识，为今后的学习、工作、生活打下良好的电学基础。
学生实验 :
多用表的使用
实验目的
1.了解多用表的测量项目、量程和表盘刻度线的分布特点。
2. 练习使用多用表测量电阻、电流和电压，初步掌握使用多用表测量电阻的操作方法和规则。
实验器材
指针式多用表 1 个，直流电源（电压 6 V）1 个，小灯泡（6.3 V、0.2 A）1 个，几百欧的定值电阻 1 个，开关 1 个，导线若干。
多用表是一种多用途电表，它的特点是量程多、用途广，选择合适的挡位可以测量电流、电压和电阻等。有些多用表还能测量电感、电容、电功率和晶体管参数等。多用表由于使用、携带方便，价格便宜，在对测量精确度要求不高的场合得到了广泛的应用。常见的多用表分指针式（图 4-13）和数字式（图 4-14）两类。
将多用表的选择开关旋转到电流挡，表内的电流表电路就被接通；将选择开关旋转到电压挡或电阻挡，表内的电压表电路或电阻表电路就被接通。在不使用的时候，应该把选择开关旋转到 OFF 挡或交流电压最大挡。数字式多用表的开、关直接由“ON/OFF”按钮控制。本实验使用指针式多用表。
实验原理
实验原理
1. 观察多用表的测量项目、量程和对应的表盘刻度线的分布特点
指针式多用表的上半部分是表头，表盘上有电阻、电流、电压等各种量程的刻度；下半部分有选择开关、电阻挡的调零旋钮和测试笔插孔。选择开关的四周刻着各种测量项目和量程。电流和电压分为直流（用符号“-”表示）和交流（用符号“～”表示）。
测量前，应先检查指针是否指零，即指针、零刻度、镜面中指针的虚像是否在一条直线上。如果指针没有指零，要用螺丝刀轻轻地转动表盘下边中间的调整定位螺钉，使指针指零。然后将红表笔和黑表笔分别插入正（+）、负（-）表笔插孔中。
实验步骤
2. 电阻的测量
如图 4-15 所示，用指针式多用表测量电阻时，可先将红表笔插入“+”插孔中，将黑表笔插入“-”插孔中；将左、右旋钮分别置于“Ω”挡和电阻估测挡位上；将两个表笔短接，使指针向满刻度方向偏转，然后调节电位器旋钮，使指针指示在“Ω”刻线的零位置上；再用表笔测量被测电阻的阻值。为了确保测量精度，应在指针指向刻度的中间区域时，读取指针指示的刻度值。刻度线应和所选挡位相对应。
实验步骤
测量时，被测电阻要与别的元件和电源断开，手不要碰到表笔的金属触针，以保证人身安全和测量准确。
读出指针在电阻刻度线上的读数，将该读数乘以该挡的倍数，就可得到被测电阻的阻值。例如，用“×1k”挡测量电阻，指针指在“12”，则所测电阻的电阻值为 12 000 Ω。
将数据记录到表 4-2 中，再测两次，并计算误差。
实验步骤
需要注意的事项如下：
（1）当指针式多用表的表笔短接时，若调节电位器不能使指针指示到刻度为零的位置，则表示表内电池的电压不足；将数字式多用表的“ON/OFF”按钮按下，若屏幕上出现电池符号，则表示表内电池的电压不足。
（2）测量在路电阻时，须确认被测量的电路已切断电源，同时确认电容已放完电。
实验步骤
3. 直流电流的测量
用指针式多用表测量直流电流时，可先将红表笔插入“+”插孔中，将黑表笔插入“-”插孔中；将左、右旋钮分别置于“A”挡和直流电流估测挡位上，再将表笔串接在被测电路中，读取指针指示的刻度值。
如图 4-16 所示，先将直流电源、小灯泡和开关用导线组成闭合电路，然后将电路断开一个开口，将多用表的选择开关打到直流500 mA 挡（所选择的挡位一定要大于电流估测值），串联接入电路。
实验步骤
学习提示：必须使多用表的红表笔接到靠近电源正极的一端，黑表笔接到远离电源正极的一端。
实验步骤
为了保证不损坏多用表，在闭合开关时，应先“试触”，就是将开关短时间地闭合，观察多用表指针的摆向和摆幅，只有当指针的摆向正确，摆幅不超过最大刻度时，才能将开关闭合，读取数据。
将数据记录到表 4-3 中，再测两次，并计算误差。
实验步骤
需要注意的事项如下：
（1）在测量前如果不知道被测电流的范围，应先将多用表置于高量程挡，然后逐步调低。
（2）当电流挡过载时，表内熔断器做过载保护。
（3）数字式多用表“20 A”插孔没有熔断器保护，测量时间应小于 15 s。
实验步骤
4. 直流电压的测量
如图 4-17 所示，用指针式多用表测量直流电压时，可先将红表笔插入“+”插孔中，将黑表笔插入“-”插孔中；将左、右旋钮分别置于“V”挡和直流电压估测挡位上，再将表笔并接在被测负载或信号源上，读取指针指示的刻度值。刻度线应和所选挡位相对应。
将直流电源（电压 6 V）、小灯泡（6.3 V、0.2 A）和开关用导线组成闭合电路。将多用表的选择开关打到直流电压 10 V 挡（所选择的挡位一定要大于电源的电压值），与小灯泡并联接入电路。
实验步骤
在闭合开关时，也应该先“试触”，同时观察多用表指针的摆向和摆幅。在确认指针的摆向正确和摆幅不超过最大刻度后，再将开关闭合，读取数据。将数据记录到表 4-4 中，再测两次，并计算误差。
学习提示：必须使多用表的红表笔接到靠近电源正极的一端，黑表笔接到远离电源正极的一端。
实验步骤
需要注意的事项如下：
（1）测量前如果不知道被测电压的范围，应先将多用表置于高量程挡，然后逐步调低。
（2）测量高电压时应避免人体与高压相接触。
（3）尽量不要测量高于 1 000 V 的电压。
实验步骤
5. 交流电压的测量
测量交流电压的方法与测量直流电压相似，所不同的是由于交流电没有正、负之分，所以测量交流电压时，表笔不需要分正、负。将多用表的选择开关打到交流电压 250 V 挡，在老师的指导下测量实验室电源插座中的交流电压，如图 4-18 所示。
实验步骤
需要注意的是：市电电压约为 220 V，远远超出安全电压的范围，因此在测量时一定要注意安全，拿稳表笔的塑料绝缘部分，不要碰到表笔的金属触针。
将数据记录到表 4-5 中，再测两次，并计算误差。
（1）使用后，应把表笔从表笔插孔中拔出，并且把选择开关置于最高交流电压挡，以防电池漏电。
（2）若长期不使用，应将多用表中的电池取出。
注意事项
1. 用多用表测量电流和电压时，为什么每次都要选择大于估测值的挡位？
2. 用多用表测量电流和电压时，为什么要将多用表的红表笔接到靠近电源正极的一端？将黑表笔接到远离电源正极的一端？
思考实验
学生实验 :
探究并测量电源电动势和内阻
实验目的
1. 掌握测量电源电动势和内阻的实验方法。
2. 培养应用已知物理规律解决实际问题的能力，以及勇于创新的精神。
实验器材
干电池、直流电流表、直流电压表、电阻箱、滑动变阻器、单刀开关、单刀双掷
开关和导线等。
实验原理
根据全电路欧姆定律，闭合电路中的电流 I 与电源电动势 E、外电阻 R 及电源内
阻 Ri 的关系为
式中，IR 为路端电压 U；IRi 为内电路上的电压。因此上式可变为E=U+IRi
电源电动势 E 及电源内阻 Ri 是固定的，当外电阻 R 增大时，电路中的电流减小，
内电路上的电压减小，路端电压增大。因此，我们可以通过改变外电阻 R 得到两组
路端电压 U1、U2 及电路中的电流 I1、I2，并可列出两个方程：
解此二元一次方程组，就可得到电源电动势 E 及电源内阻 Ri。
实验步骤
选择适当的仪器，设计实验电路，画出电路图，制订实验方案，列出实验步骤，进行实验。将数据填入表 4-6、表 4-7、表 4-8 中，共测量三次。处理数据，计算出结果及误差。
画出电路图如下：
实验步骤如下：
实验步骤
实验步骤
1. 尝试设计一个测定电源电动势和电源内阻的实验方案。
2. 本实验的误差主要是由哪些因素造成的？
思考实验
主题小结
一、电阻定律
1. 通过导体横截面的电荷量 q 与通过这些电荷量所用时间t 的比值，叫作电流。
电流用 I 表示，则有
I= q/t
2. 给导体两端加上一定的电压，导体中就会形成一定的电流。导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比，这一规律称为欧姆定律，即
I= U/R
主题小结
3. 在温度不变的情况下，导体的电阻与它的长度成正比，与它的横截面积成反比，这一规律称为电阻定律，即
二、电动势 全电路欧姆定律
1. 电源是把其他形式的能量转化为电能的装置。干电池、蓄电池把化学能转化为电能，发电机把机械能转化为电能。
2. 物理学中用电源电动势来表明电源把其他形式的能转化为电能的能力。电源电动势等于电源未接入电路时两极之间的电压。
3. 闭合回路中的电流与电源电动势成正比，与内、外电路中的电阻之和成反比。这就是全电路的欧姆定律，即
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物理

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