第17卷第8期教学仪器与实验V0l17No82001年8月2o01．08实验方法与实验设计·用多用电表探索黑箱内的电学元件高中物理新增加学生实验的探讨(七)刘彬生北京四中100034人民教育出版社新编的高中物理试用课本从1997学校中为分组实验配备数字式多用表是可行的。这年开始在两省一市试教，2000年起又扩大到十省市试样，学生就要认识和学习使用数字式多用表。教。依据大纲的要求，这套课本中增加了7个新的学数字式多用表具有以下主要特点：生实验。本文将继续上期的文章，对这些实验的设计、①测量结果的准确度高。例如uT一2002型多用做法、器材的选择和数据的处理等做些探讨。表是三位半有效数字的，它最多能显示4位有效数字，但是最高位只能显示数字“1”，即显示数字的范围是7用多用电表探索黑箱内的电学元件0001999。用它的200mV、2V、20V、200V量程测量直此实验由两部分组成，第二部分为主体。整个实流电压时，准确度都是±0．5％，而普通指针表测量直验的内容较多，要安排2—3课时。第一部分是基础流电压的准确度一般为2、5％。②电压档有很高的内知识和操作技能。包括以下两方面：阻，并且不随量程改变。例如uT一2002型多用表的直(1)多用电表的使用流、交流电压各量程的输入阻抗均为10Mg2。③欧姆档普通的指针式多用电表有四项测量功能，其中直具有自动调节零点的功能，但是用欧姆档测量元件时流电压、直流电流、电阻这三项将在探测黑箱内的电学红表笔为高电势端，这是它与指针式多用表不同的地方。④当被测的量值超过量程时，将只在最高位显示元件时用到。出数字⋯1’，后面各位均无显示。课本上对欧姆档用法的叙述比较简单，教学中应(2)晶体二极管导电的特点及其极性的判别预补充。主要是：①为了使测出的电阻值尽可能准确，课本的理论部分未涉及到半导体材料和器件的知必须通过试测后选择合适的倍率档，使显示值尽可能识，而是放到本实验中做最简单的介绍。首先是通过在欧姆刻度的中值附近。②要记住，改换欧姆档的倍定性的实验认识二极管具有单向导电性，如图1所示，率后，必须重新调节欧姆零点。③欧姆档使用一列专先观察甲图中小灯泡发光的亮度，再如乙图将二极管用的刻度，分度是不均匀的，并且它本身的准确度不D与小灯泡串联，给二极管加上正向电压，可看到灯泡高，一般情况下对显示值可以不做估读。如果要估读，能发光，但是比甲图弱些，这表明此时二极管能够导则应当考虑分度的不均匀性。④测量时，电流是从黑电，并且具有不大的正向电阻。丙图改为给二极管加表笔流出，经过被测的元件后由红表笔流人电表的，即反向电压，可看到灯泡不发光，表明二极管此时具有很黑表笔为高电势端，其原因可以从课本上讲解欧姆表大的反向电阻，可认为是不导电的。原理的电路图看出来，知道这一点才能通过测量判别晶体二极管的正、负极。为了让学生能正确、熟练地使用欧姆档，最好在第一课上练习测量几支阻值大小很不同的碳膜(或金属黯田丙膜)电阻器，例如几欧、几十欧、几百欧、几千欧、几十千欧、几百千欧的各一支。然后让学生练习用多用表测量二极管，观察它的新世纪中，仪表的数字化和智能化已经成为发展正、反向电阻有很大的差异。当看不到二极管上正负的大方向，数字式多用表的产品越来越多．价格不断下极的标志时，则可以依据上述差异进行判别。若使用降，最便宜的已经低到30元左右，60～70元的数字表指针表，一般应当选×100或×1K的倍率档，当呈现低的性能要优于同价位的指针表。因此，在条件较好的VtJl17N08教学仪器与实验第l7卷第8期200l-082001年8月阻值时，与黑表笔接触的耶一端是二极管的正极，如图些电学参数值。这种实验可以设计成不同的内容和难2甲所示。若使用数字表，一般应当选200ki2或2Mg2度，最早见于国外的资料，在物理竞赛中也多有出现。档，当呈现低阻值时，与红表笔接触的那一端是二极管现在编人普通高中课本，必须使难度低一些，例如盒子的正极，如图2乙所示。笔者取常用的硅管和锗管各的引出端只有两个或三个，盒中的元件只有一个或两个，任意两个引出端之间只许连接一个元件，元件的种—、7类也仅限于干电池、定值电阻器和二极管．箱内不得构成闭合回路，只使用多用电表做检测。课本仅举出一个例子，教师们可以自行设计不同的几个黑箱让学生做实验。、凳一检测的程序可以按照下述的设计：寺(1)首先必须用直流电压档检测箱中有无干电池及其正负极所在。如果限定箱中只可能有一节干电池，那么用指针式多用表检测时宜先用50V档，这样在出现反接的情况时，表针仅反打一个多小格，不会受损伤。判断出正负极所在的位置后，