對《練習使用多用電表》學生實驗的一點思考

摘 要： 高中物理中《練習使用多用電表》的學生實驗，看起來簡單，但真正要讓學生做好該實驗，也是很不容易的。該實驗的主要目的是讓學生學會熟練使用多用電表，進而使用多用電表探索黑箱內的電學元件，培養學生動手操作能力和解決實際問題的能力。為了完成實驗的教學目的，做了如下改進，和同行們共同探討。

關鍵詞： 多用萬用表的原理;使用方法

一、 認識多用電表的意義

教師講一些關于多用電表在生活、生產中的一些具體應用，最好可以利用網絡或課件等演示幾個應用實例，如修理各種電器、電工電路檢修等，讓學生知道多用電表使用的重要意義，激發學生的學習興趣。

二、 認識多用電表的原理

根據實驗《把電流表改裝為電壓表》激發學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，讓學生結合所學知識討論，并設計電路圖。然后給每組學生一電阻箱、一電流表、一滑動變阻器、一節干電池和導線，根據設計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上對應的刻度，就可改裝成歐姆表。這樣學生對歐姆表就有了清楚的認識。

小結：根據閉合電路歐姆定律，電流I= E r+Rg+R+Rx ，被測電阻Rx越小，電流越大。歐姆表指針偏轉角度越大，阻值越小，電流I與電阻Rx不成線性關系，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，必須串聯一調零電阻R，接入電阻Rx時，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。這樣由電流表G、調零電阻R，電池、測電阻連接導線組成就可制成歐姆表，如圖1。在歐姆表內部是電流表、電池、調零電阻三件串聯組成，在歐姆表外部，就是紅黑表筆。測電阻時組成閉合電路，根據電路中電流大小指針偏轉從歐姆表上直接讀出數值，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，它們共用一個表頭。啟發學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雜可以不畫出）。學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）

利用課件或實物介紹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、負接線柱。測直流電流、直流電壓時，電流從多用電表正接線柱流入，從多用電表負接線柱流出;測電阻時根據歐姆表，正接線柱連接的是表內電池的負極，負接線柱連接的是表內電池的正極，因此，電流是從負接線柱筆流入，正接線柱流出。

三、 練習使用多用電表

上課前給每個組配備幾個阻值差別較大的電阻、幾個二極管、各種電池等。學生分別練習測量各種電池電壓、電流。學生實驗時，首先選擇相應測量檔位及適當量程上，測量電流、電壓時紅、黑表筆接正確，根據量程讀出正確的數值。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，不管正負接線柱。

電阻的測量是本實驗的一個重點。測量方法如圖3。歐姆擋的使用應從以下幾個方面說明：①選擋：若發現指針偏角太大或太小應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零;③讀數是表盤指針示數×倍率;④被測電阻要跟電源、其他元件斷開;⑤多用電表的優點是測量方便，缺點是測電阻若電池用久了，電動勢與內阻會變化，產生誤差較大，只能粗略測量電阻，每次使用完畢或攜帶時，應取下電池，將開關置于“OFF”位置或交流電壓的最高量程檔上。具體實驗就是測量提前準備好的幾個定值電阻，或者測電阻箱的阻值。對同一電阻用不同檔位進行測量，正接、反接測量，并與標準值進行比較，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。然后測量提前準備好的二極管的正、反向電阻，使學生知道二極管的單向導電性，并會判斷二極管的正負極。這些都讓學生親自動手操作，總結測量方法和規律。

四、 用多用電表探索黑箱內的電學元件

一般實驗室常用的黑箱有三個接點，任意兩個接點間只有一個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，要求學生根據前面的知識，對黑箱接點間按順序測試并記錄結果，根據測量結果判定黑箱內部的接點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。不正確的鎖上讓學生重新分析判斷，直至畫出正確的連接電路圖。做實驗應熟悉各元件的特點之外，更主要是要充分利用多用電表的電壓擋和歐姆擋進行各種測試（實驗時用歐姆表測試前先用電壓擋判定黑箱內無電源后，才能進行），對測量結果做出正確的分析，分析的步驟依據如下：（1）直流電壓擋測電壓，先試觸觀察指針偏轉根據指針偏轉確定正負極，如果兩接點之間電壓為零，兩接點間無電源。如果兩個接點之間電壓為零，說明沒有電源，如果有的電壓不為零則箱內有電源，并可判斷此電源正負極。（2）歐姆擋測兩接點電阻時，正向和反向電阻差值較大，兩接點之間就有二極管。（3）正反接電阻一樣說明只有電阻，并記下電阻值。（4）若兩點之間正反阻值差別較大，較小阻值比單獨電阻略大，說明兩接點間是二極管和電阻串聯。根據以上畫出各接點的元件連接圖。

學生實驗結束后再小結應用多用電表測判黑箱內電學元件的步驟思路如下。

老師小結后，讓沒有判斷出來的學生繼續探索，直到每一個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，有一個步驟是將兩表筆短路，調節表上某旋鈕，使指針指到表盤上電阻的示數為? ? ?處。測量某電池的端電壓時，要將紅表筆接到電池的? ? ? 極。測量電流時，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，調節歐姆表的調零旋鈕，使多用電表指針指到歐姆表盤上電阻示數為0Ω處。測量電池兩端電壓時，要將紅表筆接到電池的正極。測量電流時，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電路的三根導線中，有一根是斷的，電源、電阻器R1、R2及另外兩根導線都是好的。為了查出斷導線，某學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。在下列選擋中，符合操作規程的是 （? ）

A. 直流10V擋 B. 直流0.5A

C. 直流2.5V擋 D. 歐姆擋

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

作者簡介：

牟平，甘肅省白銀市，甘肅省白銀市平川中學。