欧姆表电阻档不同量程

1、IErRgRoRx欧姆表的电阻档不同量程物理试题中有这样一道实验题，共有两问，现只讨论其第二问，题目如下：（2）将 G 表改装成两种倍率（如“X1”、“x 10”）的欧姆表。现有两种 备选电路，如图 2 和图 3 所示，则图_选填“2”或“3”）为合理电路；另一种电路不合理的原因是 _ ，在合理的电路中，当开关 S 合向_ 端，这时的欧姆表是较大的倍率挡。答案：图 2 原因：图 3 中的电路 c 和 d 所对应的电源电动势和满偏电流（最大电流）相同，则对应中值电阻相同，即同一种倍率（其它答案意思讲酌情给 分）b_在考试时，这道题的得分率很低，即使是得分的同学也有很多是随机猜测 的。学生普遍觉得

2、无从下手， 不知如何分析， 究其原因， 是对“改装成两种倍率（如“X1 ”、“X 10”）的欧姆表”不理解，不知如何实现欧姆表的不同倍率。要解决欧姆表的不同倍率问题则需要先回顾一下欧姆表的测量原理。欧姆 表是测量电阻的仪表，其测量原理图如右下图所示。它是由电流表表头、直流电 源、电位器和红、黑二表笔串联而成。虚线框内是欧姆表的内部结构（简化）， 则叶 Ro+Rg即为欧姆表的内阻 R内。当被测电阻 Rx接入电路后，通过表头的电流I即Rxy (r RgRo)由上式可知，对给定的欧姆表，I 与Rx有一一对应的关系，所以由表头指针的位置可以知道 Rx的大小。为了读数方便，事先在刻度盘上直接标出欧姆值。

3、由欧姆表的原理可以看出，与电流表或电压表不同，欧姆表的刻度有以下三个显著特点：(1)、电流表及电压表的刻度越向右数值越大，欧姆表则相反，这是由于Rx越小I 越大造成的。每个欧姆表刻度盘的最右端都可标以“ 0 Q”的数值，因为我们总可以选择 F0的值以保证当 Fx=0 时流过表 头的电流恰好等于它的满刻度电流 Igo(2) 、磁电式电流表及电压表的刻度是均匀的，欧姆表的刻度却很不均匀，越向左边越密。这是因为刻度的疏密程度取决于导数dl/dRx，由通过表头的电流上式表明 Rx越大 dI/dRx越小，故越向左边刻度越密。(3)、电流表及电压表的刻度都是从 0 到某一确定的值，因此每个表都有 一个确定

4、的量程。但欧姆表的刻度却总是从0 到欧。那这是否表明所有的欧姆表都有相同的刻度是否欧姆表不存在量程问题不 是的！要认识这个问题先让我们再熟悉一下欧姆表的中值电阻。表达式 IE得，型r RgRoRxdRxE(rRgRoRx)2I欧姆表在每次换挡位后测量电阻前都必须进行欧姆调零，即将两表笔短接,调节调零旋钮使指针指到电流表的满刻度。因此当R=0 时表头电流等于它的满刻度电流 Ig，所以把 Rx=0 和 I=Ig代入丨Er RgR。Rx可得:g所以丄r RgR0Ig(r RgRo) Rx而(r RgRo)(欧姆表的内阻)是一定的，所以每一个 FX值都对应一个确定的 l/lg值。l/lg这个数值是很有

5、实际意义的，正是它唯一地决定着表针的位置。例如 当|/Ig=1 时，| = |g,表针指最右端；例如当 I/Ig=1/2 时，I = Ig/2，表针指在刻度盘的 中心处，等等。可以这样理解：每个R值决定一个 I/Ig值，而每个 I/Ig值又决定一个表针位置。如果两个欧姆表有不同的(r RgRo)值，同一R就对应不同的 I/Ig值，即对应不同的表针位置，它们的刻度情况就不一样。反之，只要两个欧 姆表的(r RgRo)值相等，它们的刻度情况就完全相同(可以共用一个刻度盘)。欧姆表的(r RgRo)叫做它的中值电阻(简称中值)。因为当 R=(r RgRo)时，可得 I/Ig=i/2，表针恰指正中。换

6、句话说：中值电阻唯一地决定了欧姆表的 刻度。中值电阻一经确定，刻度盘的刻度便将全盘定局。当Rx 的值分别为 R 中的 2 倍、 3 倍、 4 倍时， 电流表中的电流 I 分别为满度电流 Ix 的 1/3、1/ 4、1/5即电表指针的偏转角度为满刻度时的1/3、1/4、1/5当 Rx的值分别为 R 中的 1/2、 1/3、 1/4 时， 电表指针的偏转角度分别为满偏时的 2/3、 3/4、4/5所以，欧姆表的表盘的刻度是不均匀的.那如何改变欧姆表的测量范围，实现欧姆表的不同倍率呢虽然任何欧姆表的刻度都从 0 到欧，但因为欧姆表的刻度却很不均匀，越向左边刻度越密，所以当被测电阻 Rx很大时就难以得

7、到准确读数。以人教版新课程教材选修 3-1 课本 第69 页的欧姆表的刻度盘为例，中间刻度为 15,如中值电阻为 15 欧，当 Rx 在 1OO 欧以上时,读数已很困难,当 Rx 在 1OOO 欧以上时,甚至无法读数。要想准确地 测出1OOO 欧左右的阻值，应该换用一个中值电阻较大的欧姆，设想有一个欧姆 表，其中值电阻为 15OO 欧，是前面欧姆表的中值电阻的 1OO 倍，则可以证明， 只要把前面表的每个刻度值乘以100,便可得到该表的刻度值。于是当 R=1OOO欧时，表的指针将指在中间附近，读数便准确多。反之，对于小的R值(例如几欧)，则中值电阻为 15OO 欧的表测量就不如前面的表准确。所

8、以测量大电阻时要 用中值大的欧姆表，反之则要用中值小的欧姆表。实际使用的欧姆表都几个中值 (几挡)，为了统一使用一个刻度盘，相邻中值之比总是1O 或 100。例如，最常用 的欧姆表有 x 1、X1O、X 1OO、X 1000、等挡。使用 x 1 挡时，中值就是刻度盘 正中的欧姆值；使用 x 10 挡时，中值是刻度盘正中数值的 10 倍，因而其他刻度 值也应乘以 10。其余各挡以此类推。由此可知，要改变欧姆表的测量范围，实现欧姆表的不同倍率，就是使表 盘上的刻度都扩大相同的倍数，中值电阻也不例外。而中值电阻就等于欧姆表的 内阻，所以也就是改变欧姆表的内阻，根据 R中R内（r RgR。） 可知改1g变欧姆表的内阻，有两种途径：改变电源电动势或改变电路中的最大电流Ig值。在 2008 年苏、锡、常、镇四市高三教学物理试题中的实验题中，要改装成 两种倍率（如“x1”、“x10”）的欧姆表，而图 2 和图 3 所对应的电路中的 电源均只有一个，则只通过改变电路中的最大电流 Ig值来改变中值电阻。而图 3中无论是接 c 还是 d,使电流表满偏的最大电流是一样的，则所对应的欧姆表的 内阻相同， 即中值电阻相同，也就是对应同一个倍率， 而图 2 中接 a 和接 b