多用电表欧姆挡换挡原理分析
多用电表欧姆档倍率切换原理
多用电表欧姆档倍率切换原理作者：张凤英朱晓安来源：《物理教学探讨》2018年第08期摘要：多用电表欧姆档倍率切换方式，教科书中提供的切换电路与实验室中学生多用表电路有矛盾。
本文通过欧姆表原理、倍率切换原理以及倍率的两种切换方式进行比较，提出各自的优劣，阐述教材处理方式的原因，并提出教学启示和建议。
关键词：欧姆表；电路结构；改装原理；倍率档切换；教学启示中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2018）8-0050-31 问题的提出在人教版高中物理选修3-1第二章《恒定电流》第8节《多用电表原理》的教学中，遇到学生和部分老师提出如下问题“教材中的多量程多用电表示意中3、4是电阻档，是利用不同电源实现欧姆表档位调节作用的，而实验室中学生万用电表（JO411型）只有两节干电池一个电源，那欧姆表到底是如何实现倍率切换的呢？”（如图1）可以通过电流表量程扩大的方法计算并联电阻。
如图5所示（虚线框内是改装后扩大了量程的电流表），把满偏电流为Ig的表头扩大量程为Ig1的量程计算并联电阻的方法是：表头与电阻R1共同分担需要改装后Ig1的电流，而表头最多只能承担Ig的电流，因此并联电阻R1必须承担Ig1-Ig的电流，电阻R1与表头两边的电压相等，可得：（Ig1- Ig）R1=IgRg得：分别代入不同的Ig1，Ig2，Ig3，Ig4，计算并联电阻分别是：R1=0.50 Ω，R2=5.03 Ω，R3=52.63 Ω，R4=1 000.00 Ω，这样就很方便；如果电源用1.5 V，通过计算可知也是可行的。
如果增加档位×10k，仍然用3 V的电源，按照上述公式计算得出Ig5=0.02 mA，是满偏电流Ig=0.1 mA的1/5 ，无法满足实验要求；如果用1.5 V的电源，电流Ig5=0.01 mA，同理可知这样不可行；如果用22.5 V的电源，Ig5=0.163 mA，则可以满足实验要求；如果所有的档位都用22.5 V的电源，选择×1档位时，Ig1=1.5 A，放电电流太大，需要频繁地更换电池。
多用电表原理及使用
+
B
-
电流：1大 电压：6大
§ 2.9
练习使用多用电表
认识多用电表
一、 认识多用电表
1、构造 多用电表主要由表 盘和选择开关组成。 内部结构：
多用电表的内部电 路主要是由一只灵敏 电流计和一些电路元 件组成的。
表盘
机械调零旋钮
欧姆调零旋钮 选择 开关 测试笔 插孔
2、电流流向
A
A
A
R2 B
3 、测量结束后， 要将选择开关旋 转到交流电压最 大档处或“OFF” 或交流电压最大 处，以保护多用 电表。
测量电阻（欧姆档的使用）：
1）、机械调零：多用电表在使用前，应观察指针是否指电 表的零刻度（即电阻的无穷大处），如果有偏差，调节定位 螺丝，使指针指到零刻度；
2）、选择合适欧姆挡倍率的方法——应使用指针尽量指在 表盘中间位置附近；一般选比被测电阻的估计值低一个数 量级，如估计值为200Ω就应该选×10的倍率。 3）、欧姆调零：选择欧姆档后，先两笔短接进行电阻调零， 然后再将两笔并接在待测电阻两端，进行测量。若调不到零， 更换电池。 4）、换用欧姆挡的另一倍率后，一定要重新进行欧姆调零， 然后再进行测量。 5）、欧姆表的读数：待测阻值为Rx＝表针示数×欧姆档倍率 6）、测量完毕，要把表笔从测试孔中拔出，选择开关应 置于“ＯＦＦ”挡或交流电压最高挡，如果长期不用多用 电表，还应该把电池取出；
多倍率
问题:电压表电流表和欧姆表都有一个表头能 不能让它们共用一个表头制成一个多用电表 呢?
G R G G R2 R1 B A B
ABA二源自认识多用电表问题1.开关S调到1、2、3、4 、5、6个位置时电表分 别测的是什么? 1、2为电流表
E E
多用电表的原理与使用
例6、用多用电表测量直流电路中经过灯泡旳 电流时，首先把选择开关拨到_______挡，然 后把多用电表 联在电路中，则电流应从
表笔流入，从 表笔流出。
答案：直流电流，串，红，黑
高考试题1：一学生使用多用表测电阻，他在试验中有违 反使用规则之处．他旳主要试验环节如下：
1．把选择开关扳到“×1K”旳欧姆档上． 2．把表笔插入测试管插孔中，先把两根表笔接触，旋转 调零旋扭，使指针指在电阻刻度旳零位上．
(1) 原理—闭合电路欧姆定律
Ig=
E Rg+ r +
R
E Ix= Rg+ r + R+ Rx
变化Rx ，电流Ix 随之变化，Rx 与 Ix 一一相应。
（2）中值电阻
E
R中 = Ig = Rg + r + R
I Rg G
注意：(1) 欧姆表旳刻度与其他表刻度
Eg
R
相反且刻度不均匀
r
（2）欧姆表每次换档测电阻前都要调
Ig=
E Rg+ r + R
I=0
E Ix= Rg+ r + R+ Rx
把电流表改装成能直接测量电阻旳欧姆表
原理：闭合电路欧姆定律
刻度更改：
I g Rg G
E
R
r
短接，调整调零电阻R使电流表G
旳指针满偏。即有
Ig =
E Rg+ r + R
R : “0”
R g + r + R是电阻挡旳内阻
断路，电流表G中无电流，表旳指针
扭．多用表使用后不能把选择开关置于欧姆档．
高考试题2：使用中值电阻是25欧（“1”挡）旳万用表
高三物理一轮复习学案 (59) 实验：多用电表的原理和使用
2019级高三物理一轮复习学案（59）实验：多用电表的原理和使用课前案一、多用电表1、多用电表的表面结构：多用电表可以用来测、和，又称万用电表，其表面结构如图所示．其表面分为上、下两部分，上半部分为表盘，共有三条刻度线，最上面的刻度线的左端有“∞”，右端标有“ O ”，是用于测量的，刻度是分布的。
中间的刻度线是用于测和__ __的，其刻度是分布．多用电表表面的下半部分为选择开关，包括电流档、电压档和测电阻倍率．多用电表表面还有一对正、负插孔．红表笔插正插孔，黑表笔插负插孔，在插孔上面的旋钮叫__ ，用它可进行电阻调零．另外，在表盘和选择开关之间还有一个_ _ ，用它可以进行，即旋转该调零螺丝，可使指针（不接入电路中时）指在__ 刻线．2、用欧姆挡测电阻，如果指针偏转角度太小（即指针所指的刻度值太大），应该倍率重新后再测；如果指针偏转角度太大（即指针所指的刻度值太小），应该倍率重新后再测。
内电源正极接表笔，内电源负极接表笔，电流从表笔流入，表笔流出。
3、测电阻的注意事项:（1）使用前检查指针是否在左侧零点,若不在应进行。
（2）测电阻时要使用内部电源。
即测量时必须断开，并与其它元件断开。
（3）每次换档后都要重新。
（4）使用多用电表时，两只手只能握住表笔的绝缘棒部分，不能接触表笔上的金属部分（首先是为了安全；其次两手之间的人体电阻将与被测电路并联，改变了电路结构）。
（5）不论使用多用电表的哪个挡，电流总是从多用电表的接线柱（红表笔）进入电表，而从接线柱（黑表笔流出）。
二、欧姆表原理(多用电表测电阻原理)1.构造如图所示，欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成。
欧姆表内部：电流表、电池、调零电阻串联。
外部：接被测电阻R x。
全电路电阻R总＝R g＋R＋r＋R x。
2.工作原理闭合电路欧姆定律I＝ER g＋R＋r＋R x。
3.刻度的标定红、黑表笔短接(被测电阻R x＝0)时，调节调零电阻R，使I＝I g，电流表的指针达到满偏，这一过程叫欧姆调零。
12级多用电表的原理和使用
厦门一中12级高二物理《§4.2多用电表的原理与使用》作业 班级 座号 姓名一、欧姆表原理：欧姆表是据欧姆定律制成的测量电阻的仪表，可直接读出电阻阻值，比用伏安法测电阻方便．原理：如右图示：调零时：I g =E /R g （欧姆表内阻R g =r +r g +R +R 0）测量时：I = E /（R g +R x ） 。
I 与R x 一一对应，只要将对应R x 值的电流刻度Ⅰ改为阻值R x ，即为欧姆表．注意1：由于I 与R 的非线性关系，表盘上电流刻度是均匀的，其对应的电阻刻度却是不均匀的，电阻零刻度在电流满偏处．注意2：红表笔笔接欧姆表内部电源负极，而黑表笔笔接内部电源的正极。
即电流红进黑出。
二、多用电表原理（电路图如图所示）多用电表由一只灵敏的直流电表（表头）与若干元件组成测量电路，每进行一种测量时只使用其中的一部分电路，其他部分不起作用．1、直流电流挡直流电流挡的几个挡位实际是由同一表头并联不同的电阻改装而成的几个量程不同的电流表．2、直流电压挡：直流电压挡的几个挡位实际是由同一表头串联不同的电阻改装而成的几个量程不同的电压表． 3、欧姆挡（见上面欧姆表原理）三、多用电表外部构造：多用电表可以用来测电流、电压和电阻，又称万用电表，其表面结构如图所示．其表面分为上、下两部分：上半部分为表盘，共有三条刻度线，最上面的刻度线的左端标有“∞”，右端标有“0”，是用于测电阻的；中间的刻度线是用于测电流和电压的，其刻度是分布均匀的，最下面一条刻度线左侧标有“V ”是用于测交流电压的，其刻度是均匀的。
多用电表表面的下半部分为选择开关，周围标有测量功能的区域和量程。
将多用电表的选择开关旋转到电流挡，多用电表就测量电流；当选择开关旋转到其他功能区域时，就可测量电压或电阻。
多用电表表面还有一对正、负插孔．红表笔插“+”插孔，黑表笔插“-”插孔，插孔上面的旋钮叫欧姆调零旋钮，用它可进行电阻调零，另外，在表盘和选择开关之间还有一个机械调零旋钮，用它可以进行机械调零，即旋转该调零螺丝，可使指针（在不接入电路中时）指在左端“0”刻线。
多用电表使用原理分析和常见问题
［2］ 《自然科学辞典物理. 化学》 华视出版社，张大昌，朱京
表头与正接线柱连接，此时红表笔应相当于电流表和电压表的
［3］ 中华人民共和国教育部. 普通高中物理课程标准 （实
正接线柱. 黑表笔应相当于电流表和电压表的负接线柱，测电阻 验）［M］北京：人民教育出版社.
38
［2013 年第 6 期］
零旋钮连接，表头显示读数.
G R1 R2
Er
R5
R3
R4
3
4
2
1 +
5 6
表串联入电路用来测量多用电表所在回路的电流；多用电表在 测量电压时功能和电压表相同，可以将多用电表并联入电路测 量两表笔间的电压；多用电表在测量电阻时功能和欧姆表相同， 可以将待测电阻连在两表笔之间直接测量出电阻的阻值；多用 电表可以测量交流电压；多用电表也可以当电源使用. 多用电表 的功能很多，是精密的电学仪器.
电压表示数 UV = UR
电流表示数 IA = IR + IV > IR
R测=
UV IA
< UR IR
=R
误差来源：电压表分流作用
R 越小，IR 越接近 IA，R 测越接近 R 真该电路适合测量小电
［2013 年第 6 期］
37
教学研究
初中英语单元复习之我见
陆培红 （江苏省张家港市南丰初中）
摘要：初中英语单元复习是对我们新授课的大盘点，同时 每节课，就犹如一颗颗闪亮的珍珠，我觉得如果想办法把这一
教学研究
多用电表使用原理分析
— ——中学物理实验中多用电表原理及常见问题
李 军 （安徽省庐江县乐桥中学）
摘要：多用电表原理，多用电表在测量时存在误差，选择
对多用电表的内阻及欧姆表原理图的探讨
对多用电表欧姆档的内阻及欧姆表原理图的探讨在学习了高中物理第二册[1]“欧姆表原理”之后，不少学生根据课本上给出的的欧姆表原理图和老师讲解的“半偏法”，关于多用电表欧姆挡的内阻推出了下述两个互相矛盾的结论。
结论一、欧姆表由低档位转换到高档位时，内阻变小在应用欧姆表测电阻时，首先选择×10倍率档，将表笔短接进行欧姆调零后，表头满偏；然后转换到×1k 倍率档，将表笔短接，在进行欧姆调零前发现指针超出了最大刻度（满偏值），即通过表头的电流大于其满偏电流。
根据课本上给出的的欧姆表原理图（图1）结合欧姆定律可得：R 内=E/I,I 变大，说明R 内变小。
由此得出了结论一。
结论二、欧姆表由低档位转换到高档位时，内阻变大选择好某一档位，直接将表笔短接调好零，此时流过表头的电流等于它的满偏电流I g ,有：内R EI g =；在此状态下，将一电阻R x 接入表笔间，Rx R E I +=内,有=g I I xR R R +内内，当内R R x =时，2g I I =，即指针指到刻度盘中央，此时的x R 叫作中值电阻。
由上述分析可知，欧姆表在某一个档位时的内阻就等于这一档位的中值电阻值，这就是我们常说的“半偏法”。
这两种推理过程都没有问题，但得出了不同的结论，到底是怎么回事呢？鉴于物理学科实验性强的特点，本着科学严谨的态度，我动手查阅了各种资料，并亲自拆开了一个万用电表研究其内部电路，形成了自己的一些观点，现拿出来与各位同行商讨。
首先肯定一点：用半偏法确定万用电表欧姆档各档位的内阻是绝对正确的，即倍率大的档位对应的内阻肯定大，倍率小的档位对应的内阻值小。
那么为什么会出现结论一所述的现象呢？笔者认为教学用书及多数参考书上给出的欧姆表原理图有不足之处：它很容易让人误认为流过表头的电流就等于流过干路的电流，因此，结论一的得出的也是“有据可依”的。
那么，欧姆表的内部结构是什么？其内阻究竟是由哪几部分组成呢？下面是MF--16型多用电表的欧姆档部分的电路图（图2）。
多用电表的原理与使用
长期不用，应取出表内的电池。
3．用多用电表进行电阻测量的操作步骤
4．用多用电表测电阻时的注意事项
(1)在测量待测电阻前，先要把待测电阻与电源和
别的元件断开，而且测量时不要用手同时接触表笔的金 属部分和电阻的两根金属引线。 (2)在选择电阻挡量程时，应尽可能地使电表指针 指在中央刻度的附近位置，以便尽可能地提高测量的精 确度，减小误差。
确地进行测量，应换到________挡。如果换挡后立即
用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是 __________，若补上该步骤后测量，表盘的示数如图4 －2－6所示，则该电阻的电阻值是________ Ω 。
图4－2－6
解析：用×10挡测电阻时，指针偏角很小说明所测电阻 阻值很大，所选量程太小，为较准确地进行测量，应换 到×100挡，换×100挡后要重新欧姆调零。该电阻表盘 读数是22 Ω ，倍率是×100，所以该电阻阻值为22×100 Ω ＝2.2×103 Ω 。
(4)若选择开关的位置如箭头c所示，正确操作后发现
指针的偏转角很小，那么接下来的正确操作步骤应该
为：________________________________________。 (5)全部测量结束后，应将选择开关拨到__________挡 或者__________。 (6)无论用多用电表进行何种测量(限于直流)，电流都 应该从________色表笔经________插孔流入电表。
“∞” 位置。
(3)当红黑表笔间接入某一电阻 Rx 时， 通过电流表的 E 电流 I＝ ， 可见 Rx 与 I 有着一一对应关系。 Rg＋r＋R＋Rx 如果在刻度盘上标出与 I 对应的 Rx 值，就可以从 刻度盘上直接读出待测电阻 Rx 的值。
4．欧姆表的内阻与中值电阻的关系 E 1 由 I＝ 可得， 当 Rx＝R 内时 I＝2Ig， 指针半偏， R内 ＋ Rx 则当指针半偏时，表盘的中值电阻 R 中＝R 内，通常把此 时的 Rx 的值(即表盘中央的标度)称为中值电阻。
多用电表的原理
电流从欧姆表的黑表笔流出, 经过被测电阻,从红表笔流入.
I
Rx
正向电阻
A
B
反向电阻
A
B
判断二极管的正负极;
测量电阻：
应用:判断二极管的正负极;
测量电
容的电
判断正二向极导管通的好时坏,电. 阻约为几百欧姆阻;
二 极
反向截止时,电阻约为几百千欧.
管 正向电阻越小越好(不能为零);
反向电阻越大越好(不能无限大).
3、探测电阻：用多用电表的欧姆档，互换红、黑表笔位
置后，探测到二次读数相等。若两点间的电阻为零，则两
点间直接用导线短接。
例探索黑箱内的电学元件
使用多用电表探索黑箱内的电学元件
例、设定黑箱上有三个接点，两个接点间最多只能接 一个元件；黑箱内所接的元件不超过两个
⑴用直流电压挡测量，A、B、 C三点间均无电压；
1）、机械调零：多用电表在使用前，应观察指针是否指电 表的零刻度（即电阻的无穷大处），如果有偏差，调节定位 螺丝，使指针指到零刻度；
2）、选择合适欧姆挡倍率的方法——应使用指针尽量指在 表盘中间位置附近；一般选比被测电阻的估计值低一个数 量级，如估计值为200Ω就应该选×10的倍率。
3）、欧姆调零：选择欧姆档后，先两笔短接进行电阻调零， 然后再将两笔并接在待测电阻两端，进行测量。若调不到零， 更换电池。
C．在外电路中，电流从红表笔流经被测 电阻到黑表笔．
D．测量时，若指针偏角较小，应换倍率 较小的档位来测量．
测量电阻应用：
怎样用多用电表测量二极管的正反向电阻?测 量中应注意什么?
(1)二极管的单向导电性
二极管是一种半导体元件.
导电特点:
电流从正极流入时电阻较小;
多用电表原理及使用讲解
3、结构： ①表头 ②电池 ③调零电阻 ④刻度盘 ⑤红、黑表笔
∞
50 40 100 200 1K500
30 20 15 10
5 0
Ω
Ω I E r
g
G
Rg
R
注意：欧姆表的黑表笔跟表内电池的正极相连。 红表笔跟表内电池的负极相连。
问题：我们都知道，电表只有能够偏转到中值附 近时，测量才比较准确。但现在手头有两个电阻， 一个大约20欧姆，一个大约4000欧姆，为了使 用欧姆表进一步测量，我们应该提供什么样的欧 姆表才能满足要求？
D 、 H 、 F；
A 、 H 、 G、 E
练习2、一多用电表的电阻挡有三个倍率,分别是 ×1、×10、×100.用×10挡测量某电阻时,操作步骤正
确,发现表头指针偏转角度很小,为了较准确地进行测量,
100 挡.如果换挡后立即用表笔连接待测电阻 应换到× ______ 进行读数,那么缺少的步骤是 重新调零 .
3 、测量结束后， 要将选择开关旋 转到交流电压最 大档处或“OFF” 或交流电压最大 处，以保护多用 电表。
测量电阻（欧姆档的使用）：
1）、机械调零：多用电表在使用前，应观察指针是否指电 表的零刻度（即电阻的无穷大处），如果有偏差，调节定位 螺丝，使指针指到零刻度；
2）、选择合适欧姆挡倍率的方法——应使用指针尽量指在 表盘中间位置附近；一般选比被测电阻的估计值低一个数 量级，如估计值为200Ω就应该选×10的倍率。 3）、欧姆调零：选择欧姆档后，先两笔短接进行电阻调零， 然后再将两笔并接在待测电阻两端，进行测量。若调不到零， 更换电池。 4）、换用欧姆挡的另一倍率后，一定要重新进行欧姆调零， 然后再进行测量。 5）、欧姆表的读数：待测阻值为Rx＝表针示数×欧姆档倍率 6）、测量完毕，要把表笔从测试孔中拔出，选择开关应 置于“ＯＦＦ”挡或交流电压最高挡，如果长期不用多用 电表，还应该把电池取出；
高中物理实验基础与实战：14.用多用电表探索黑箱内的电学元件含答案
多用电表是电学实验中的常用仪器，高考中要求正确使用仪器，会进行正确读数，高考考查频率较高，是高三复习的重要知识点。
【实验目的】练习使用多用电表测电阻。
研究二极管的单向导电性 【实验原理】一．多用电表欧姆档原理多用电表由表头、选择开关和测量线路三部分组成（如图），表头是一块高灵敏度磁电式电流表，其满度电流约几十到几百μA ，转换开关和测量线路相配合，可测量交流和直流电流、交流和直流电压及直流电阻等。
测量直流电阻部分即欧姆表是依据闭合电路欧姆定律制成的，原理如图所示，当红、黑表笔短接并调节R 使指针满偏时有 I g =R r r g ++ε=中R ε（1）当电笔间接入待测电阻R x 时，有 I x =xR R +中ε（2）联立（1）、（2）式解得g xI I =中中R R R x + （3） 由（3）式知当R x =R 中时，I x =21I g ，指针指在表盘刻度中心，故称R 中为欧姆表的中值电阻，由（2）式或（3）式可知每一个R x 都有一个对应的电流值I ，如果在刻度盘上直接标出与I 对应的R x 的值，那么当红、黑表笔分别接触待测电阻的两端，就可以从表盘上直接读出它的阻值。
由于电流和电阻的非线性关系，表盘上电流刻度是均匀的，其对应的电阻刻度是不均匀的，电阻的零刻度在电流满刻度处。
二．多用表表盘结构 多用电表的表面结构多用电表可以用来测电流、电压和电阻，又称万用电表，其表面结构如图所示。
其表面分为上下两部分，上半部分为表盘，共有三条刻度线，最上面的刻度线的左端标有“∞”，右端标有“0”，是用于测电阻的。
中间的刻度线是用于测电流和直流电压的，其刻度是均匀分布的，最下面一条刻度线左侧标有“v”，是用于测交流电压的，其刻度线分布不均匀。
多用电表表面的下半部分为选择开关，周围标有测量功能的区域和量程。
将多用电表的选择开关旋转到电流档，多用电表就能测量电流强度，当选择开关旋转到其他功能区域时，就可用于测量电压或电阻。
多用电表的欧姆表不同档位的原理
多用电表的欧姆表不同档位的原理
多用电表的欧姆表功能是用来测量电阻的。
不同档位对应不同的测量范围，这是因为欧姆表的工作原理和内部结构决定了其量程的切换。
欧姆表的工作原理基于闭合电路的欧姆定律，即电流I通过一个电阻R时，两端会产生电压U，三者之间的关系为：U = IR。
在欧姆表中，这个电阻R是由内部的一个可变电阻（控制电阻）和待测电阻串联而成的。
通过调整内部的可变电阻，可以使表头的指针指向恰当的位置，以显示待测电阻的阻值。
多用电表中的欧姆表通常有以下几个档位：
1. 欧姆挡位：这个档位用于测量电阻，通常有多个子档位，如×1、×10、×100等，代表量程的扩大。
量程越大，可测量的电阻范围就越高。
2. 电阻挡位：这个档位用于测量绝缘材料的电阻率或电池的电动势。
3. 电压挡位：用于测量电压。
4. 电流挡位：用于测量电流。
不同档位的切换原理：
切换到不同欧姆挡位时，实际上是在改变内部的可变电阻的值，从而改变整个电路的总电阻，以适应不同的测量范围。
当换挡时，需要重新调零，因为不同档位下，内部可变电阻的值不同，影响了测量结果的准确性。
调零是通过调整内部的可变电阻，
使得表头指针指向电阻刻度的零点。
由于在不同档位下，电流表的灵敏度不同（即中值电阻不同），因此欧姆表的刻度盘上的刻度是不均匀的。
在低档位时，刻度间距较大，适合测量低阻值的电阻；而在高档位时，刻度间距较小，适合测量高阻值的电阻。
总结来说，多用电表的欧姆表不同档位之间的切换原理是通过改变内部可变电阻的值来调整测量范围，并且每次切换档位后都需要重新调零，以保证测量的准确性。
多用电表欧姆挡的原理和使用试题赏析
多用电表欧姆挡的原理和使用试题赏析作者：陈宏来源：《中学生数理化·自主招生》2019年第08期多用电表是高考《考试大纲》要求考生会使用的基本仪器之一，其原理是恒定电流相关知识的综合应用，涉及多用电表问题中的重点和难点是欧姆挡的原理和使用。
与多用电表欧姆挡相关的考题切人点多、综合性强，突出考查考生的电路分析能力和实验设计能力等。
下面我们就筛选出与多用电表欧姆挡的原理和使用有关的试题加以科学归纳、评析，从中领悟和欣赏命题专家的独具匠心。
一、多用电表欧姆档的原理多用电表欧姆挡的原理是闭合电路的欧姆定律。
当红、黑两表笔之间连接电阻R x组欧姆表的R中相等，则它们的表盘刻度情况就完全相同（可共用一个刻度盘）。
换句话说：中值电阻唯一地决定了欧姆表表盘的刻度，中值电阻一经确定，欧姆表表盘的刻度便将确定。
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，只需改变中值电阻即可，比如使R中变为原来的10倍，则指针听指的刻度值也就变为了原来的10倍。
如何改变中值电阻呢？根据R中=R内=r+R0=E/I g可知，要改变中值电阻有两种途径：一是保持电路中的最大电流Ig的值不变，改变电源电动势;二是保持电源电动势不变，改变电路中的最大电流Ig的值，即在灵敏电流计G上并联多个电阻，把G表改装成不同量程的电流表，再加一个选择开关，从而实现不同倍率的转换。
二、实例分析例1 某同学设计了一个简易的多用电表，共内部电路如图1所示，其中G为灵敏电流计，S为单刀多掷开关（功能键）。
（1）当开关S置于1或2位置时用于测______，且开关S置于______时其量程较大;将开关S置于5位置时用于测______。
（2）測电压时，电流从______端流入多用电表（选填“红”或“黑”）。
（3）如图2甲和乙所示是另一位同学设计的两种欧姆表的内部电路，改装后的表盘如图3所示，倍率分别为“×10”和“×100”。
则设计合理的是图______（选填“甲”或“乙”）所示电路，原因是：______。
多用电表 的原理与使用(精心整理)
多用电表得原理与使用一、多用电表得结构与原理1.欧姆表得构造:如图1所示,欧姆表由电流表G 、电池、调零电阻R 与红黑表笔组成.图1欧姆表内部:电流表、电池、调零电阻串联.外部:接被测电阻R x 、全电路电阻R 总＝R g ＋R ＋r ＋R x2.工作原理:闭合电路得欧姆定律I ＝E R g ＋R ＋r ＋R x当红、黑表笔短接并调节R 使指针满偏时有 I g =R r r g ++ε=中R ε (1)、 当电笔间接入待测电阻R x 时,有 I x =x R R +中ε(2)联立(1)、(2)式解得 g x I I =中中R R R x + (3) 由(3)式知当R x =R 中时,I x =21I g ,指针指在表盘刻度中心,故称R 中为欧姆表得中值电阻,由(2)式或(3)式可知每一个R x 都有一个对应得电流值I,如果在刻度盘上直接标出与I 对应得R x 得值,那么当红、黑表笔分别接触待测电阻得两端,就可以从表盘上直接读出它得阻值。
3.刻度得标定:红黑表笔短接(被测电阻R x ＝0)时,调节调零电阻R ,使I ＝I g ,电流表得指针达到满偏,这一过程叫欧姆表调零.(1)当I ＝I g 时,R x ＝0,在满偏电流I g 处标为“0”.(图甲)(2)当I ＝0时,R x →∞,在I ＝0处标为“∞”.(图乙)(3)当I ＝I g 2时,R x ＝R g ＋R ＋r ,此电阻就是欧姆表得内阻,也叫中值电阻. 由于电流与电阻得非线性关系,表盘上电流刻度就是均匀得,其对应得电阻刻度就是不均匀得,电阻得零刻度在电流满刻度处。
4、多用电表1).表盘:多用电表可以用来测量电流、电压、电阻等,并且每一种测量都有几个量程.外形如图2所示:上半部为表盘,表盘上有电流、电压、电阻等多种量程得刻度;下半部为选择开关,它得四周刻有各种测量项目与量程.另外,还有欧姆表得调零旋钮、指针定位螺丝与测试笔得插孔.图2由于多用电表得测量项目与量程比较多,而表盘得空间有限,所以并不就是每个项目得量程都有专门得标度,有些标度就属于共用标度,如图中得第二行就就是交、直流电流与直流电压共用得标度.2).挡位:如图3所示,其中1、2为电流测量端,3、4为电压测量端,5为电阻测量端,测量时,黑表笔插入“－”插孔,红表笔插入“＋”插孔,并通过选择开关接入与待测量相对.应得测量端图3二、欧姆表操作步骤1.机械调零,用小螺丝刀旋动定位螺丝使指针指在左端电流零刻度处,并将红、黑表笔分别接入“+”、“-”插孔。
深度认识多用电表欧姆挡及其倍率转换原理
深度认识多用电表欧姆挡及其倍率转换原理
苏俊;黄绍书
【期刊名称】《物理通报》
【年(卷),期】2022()9
【摘要】长期以来,由于高中物理教材给出的多用表电路图与实际情况存在较大的本质差异,致使教学过程中对多用表欧姆挡的理论与实践不相吻合.结合常用的指针式多用电表欧姆挡的一些实验现象和多用电表欧姆挡或欧姆表的实际电路进行分析,指出多用电表欧姆挡或欧姆表的倍率与表头电流的匹配关系是靠改变表头的分压电阻和分流电阻来实现.
【总页数】4页(P145-148)
【作者】苏俊;黄绍书
【作者单位】贵州省黔西第一中学;毕节市第二实验高中
【正文语种】中文
【中图分类】TM9
【相关文献】
1.多用电表欧姆档倍率切换原理
2.多用电表欧姆挡工作原理的理解和分析
3.多用电表欧姆挡的原理和使用试题赏析
4.运用电学基本规律解决多用电表欧姆挡问题
5.多用电表欧姆挡为什么“中值”附近相对误差小?
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
多用电表欧姆挡换挡原理分析
吹风工作原理 ,想当然地认为电吹风工作时只有一只
用电器在工作 ;造成错解 3 的学生有点懂电吹风的工
作原理 ,但是他们认为吹冷风时只有电动机工作 ,吹热
风时只有电热丝工作 ,还没有真正理解 ,处于似懂非懂
阶段.
归根到底 ,出现这些错误的原因都是知识掌握不
牢固 ,物理课本上的习题会做 , 但对实物电路不熟悉 ,
生积极开展小发明 、小实验 、小制作活动 , 将理论与实
践有机地结合起来. 如在学完电的知识后 ,组织学生安
装照明电路 ,排除照明电路的故障 ,估算家用电器耗电
量 ,提出节约用电的办法等等. 这样学生了解了物理知
识的社会价值 ,形成了解决问题的能力 , 实现了自我 、
社会与自然的和谐发展 , 实现了认知 、情感 、态度与技
44 W. 电吹风电阻 R = U/ I = 220 V/ 0. 2 A = 1 100 Ω. ②W = P总 t = U2 t/ R总 = (220 V) 2 ×120 s/ (1 100
Ω + 50 Ω) = 5050. 43 J . 错解 2 : ①电热丝发热功率 P = I2 R = (0. 2 A) 2 ×50 Ω =
首先应当说明的是 ,根据全电路欧姆定律分析知 , 欧姆表的总内阻等于欧姆表刻度盘上标出的中值电 阻. 并由此可推知 ,当欧姆表换倍率更大的挡位后 , 因 为中值电阻增大 ,所以 , 欧姆表的内阻是增大的. 为什 么由小倍率挡变大倍率挡后 ,欧姆表总内阻增大后 ,短 接调零前却发现表头指针竟然偏右 , 即通过表头的电 流会增大呢 ? 这就要弄清欧姆表的电原理. 图 1 是课 本给出的单挡位的欧姆表电原理图. 图 2 是笔者根据 多用电表的电原理图简化后得到的欧姆表多挡电原理 图.
多用电表欧姆挡工作原理的理解和分析
多用电表欧姆挡工作原理的理解和分析胡连冬;周静【摘要】论述了多用电表欧姆挡的工作原理．【期刊名称】《物理通报》【年(卷),期】2012(000)005【总页数】2页(P74-75)【关键词】多用电表;欧姆挡;工作原理【作者】胡连冬;周静【作者单位】宁乡县第七高级中学,湖南长沙410635;宁乡县流沙河中学,湖南长沙410635【正文语种】中文【中图分类】TN946.11 问题的提出高中《物理·选修3-1》［1］第63页，简单介绍了多用表欧姆挡的原理，并涉及了多用表测电阻的一些方法，但由于教材中没有提出欧姆挡的原理分析，在教学中学生提出了不少疑问.例如：为什么欧姆挡的刻度线不均匀？什么是欧姆挡的中值电阻？为什么欧姆挡换挡测量电阻时要重新调零？……针对这些问题，笔者对J0411型实验用多用表做了一些探究，下面是笔者对欧姆挡原理的理解和分析.2 分析欧姆挡的工作原理图1所示是J0411型多用表欧姆挡的电路图.最大倍率挡（×1k）只由电流计G的调零电位器RP，R1，R2组成内部共用电路，其余几挡都是在共用电路上再并联一个电阻来实现转换挡位的.为了便于分析，将图1简化为如图2所示电路.R′表示转换到各挡时所连接的等效电阻.图1图2若电池的电动势为E，内阻为r，则图2电路中的总电阻为令，当用某一挡测电阻，且两表笔短路，欧姆调零后，电路2中总电流为电流计G的满偏电流为用该挡测量待测电阻Rx，图2电路中总电流为此时通过电流计的电流为由（3）式得以为纵轴，R为横轴作出（4）式的图像如图3所x示.图3当Rx＝0时，由（1）～（3）式得Ig′＝Ig.电流计指针满偏；而当Rx趋近无穷大，即两表笔开路时，Ig′＝0.所以电阻挡刻度线跟电流、电压刻度线相反，当Rx越大，Ig′越小，电流计指针偏角越小.当待测电阻Rx的变化量为ΔRx时，由（4）式可得电流计电流Ig′的倒数变化量为即电流计电流Ig′的变化量为由此可见，随着Rx增大，在Rx的变化量ΔRx相同时，由于，逐渐减小，所以对应的电流变化量ΔI′g也越小，因而导致电阻刻度线相邻刻度间距也不均匀，电阻刻度线左边对应电阻值大，其相邻刻度线就越密.当电流计指针半偏时，指针恰好对应于电阻刻度线中央位置，此时的电阻值通常叫中值电阻.因由（1）～（3）式得即欧姆挡的中值电阻总等于表的总内阻，不同的挡位测量电阻时，表内总电阻不同，对应的中值电阻也不同.【例题】J0411型多用表电阻刻度的中央值是“15”，则各电阻挡对应的中值电阻分别为×1挡15 Ω，×100挡1 500Ω，×1k挡15 kΩ.那么欧姆挡换挡后测电阻时，为什么要重复新欧姆挡调零呢？原来换挡后表内总电阻发生了变化，使电流计中电流也发生了变化.例如，测电阻时由低挡转换到高挡时，R0增大，由图2可知I，I减小，其路端电压U增大，则电流计中电流反而增大，指针偏角大于原来换挡前的满偏角度.因此转换挡位测量电阻之前，必须重新校正欧姆调零器使指针指在电阻刻度线的“0”刻度上.3 建议关于多用表欧姆挡的原理图，许多教辅参考资料上都画成图4所示.图4笔者认为图4违背了物理知识的科学性和严密性，甚至还可能给教师对知识的理解造成误导，建议将图4改为图2比较科学合理，不妥之处，敬请同行赐教.参考文献【相关文献】1 课程教材研究所，物理课程教材研究开发中心.普通高中课程标准实验教科书物理·选修3－1.北京：人民教育出版社，2007。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
有的学生连家庭电路的电压都不知道 , 理论和实际脱
钩 ;同时部分学生也缺少分析问题的能力 ,见到稍复杂
的问题便束手无策 ,随便套用公式.
如何解决知识应用这类问题昵 ?“电吹风”又吹给
我们哪些启示呢 ? 我认为在物理教学中应注意以下两
点:
(1) 加强物理知识与生活 、科学 、技术和社会相联
系的教学. 物理学是自然科学中的一门基础学科 ,人类
, 代入
R
以及
Rg
的数值可计算得
R′≈15
Ω. (保留两位有效数字)
画出改装成“R ×1”的欧姆表后的电路图如图 5
所示.
(收稿日期 :2004 - 06 - 01)
— 25 —
I
=
R
E +
r.
(1)
式中的 R 表示除电源内阻 r 以外的其他接入电路的电阻
( R1 、R4 、R0 、Rg) 的总电阻. ( R + r) 是欧姆表的总内阻.
设 Ig 是电流表的满偏电流 , U 表示电源的端电
压 ,同是在表笔短接时 ,显然有 :
Ig
=
R0
+
U R4
+
Rg .
(2)
我们要注意以上两个电流的区别和联系. 表头显
首先应当说明的是 ,根据全电路欧姆定律分析知 , 欧姆表的总内阻等于欧姆表刻度盘上标出的中值电 阻. 并由此可推知 ,当欧姆表换倍率更大的挡位后 , 因 为中值电阻增大 ,所以 , 欧姆表的内阻是增大的. 为什 么由小倍率挡变大倍率挡后 ,欧姆表总内阻增大后 ,短 接调零前却发现表头指针竟然偏右 , 即通过表头的电 流会增大呢 ? 这就要弄清欧姆表的电原理. 图 1 是课 本给出的单挡位的欧姆表电原理图. 图 2 是笔者根据 多用电表的电原理图简化后得到的欧姆表多挡电原理 图.
Ig
=
R
E + Rg
.
代入 E、R 、I g 的值可得 R g = 1 kΩ.
要把原表改装成“R ×1”的欧姆表 , 就要减少表的
内阻. 依题意 ,显然只有并联一个小电阻 R′, 才能使表
内总 电 阻 等 于 中 值 电 阻 R并 = 15 Ω. 根 据 R并 =
R′( R + Rg) R′+ R + R g
44 W. 电吹风电阻 R = U/ I = 220 V/ 0. 2 A = 1 100 Ω. ②W = P总 t = U2 t/ R总 = (220 V) 2 ×120 s/ (1 100
Ω + 50 Ω) = 5050. 43 J . 错解 2 : ①电热丝发热功率 P = I2 R = (0. 2 A) 2 ×50 Ω =
吹风工作原理 ,想当然地认为电吹风工作时只有一只
用电器在工作 ;造成错解 3 的学生有点懂电吹风的工
作原理 ,但是他们认为吹冷风时只有电动机工作 ,吹热
风时只有电热丝工作 ,还没有真正理解 ,处于似懂是知识掌握不
牢固 ,物理课本上的习题会做 , 但对实物电路不熟悉 ,
能方面的和谐发展.
(收稿日期 :2004 - 09 - 08)
(上接第 23 页)
(1) 原微安表的内阻 Rg =
Ω.
(2) 在图 3 电路的基础上 , 不换微安表和电池 , 图
4 的刻度也不改变 ,仅增加 1 个元件 ,就能改装成“R ×
1”的欧姆表. 要增加的元件是
(填器件名称) ,
规格为
. (保留两位有效数字)
第 26 卷第 2 期 物 理 教 师 Vol. 26 No. 2 2005 年 P H YSICS T EA C H ER (2005)
多用电表欧姆挡换挡原理分析
刘朝明
(广东省佛山市顺德区杏坛中学 ,广东 佛山 528325)
(3) 画出改装成“R ×1”的欧姆
表后的电路图.
解析如下 :根据“使用中发现这
个欧姆表用来测量阻值在 10 kΩ～
20 kΩ 范围内的电阻时精确度令人
满意. ”说 明 测 阻 值 在 10 kΩ～ 20
kΩ 的电阻时欧姆表的指针在刻度
图5
盘的中间 , 由此可定此表的中值电
阻 ,即表内总电阻约为 R总 = 15 kΩ. (相当于欧姆表选 择量程于 ×1 k 挡) . 当表笔短接时 , 电流满偏 , 根据欧 姆定律有 :
2 W. U = I R = 0. 2 A ×50 Ω = 10 V ②W = U2 t/ R = (10V) 2 ×120 s/ 50 Ω = 240 J ,
或 W = Pt = 2W ×120 s = 240 J . 错解 3 : ①吹冷风时 ,电吹风消耗电功率 P = U I =
220 V ×0. 2 A = 44 W. ②吹热风时 W = Pt = U2 t/ R = (220 V) 2 ×2 ×
高中物理教材 (新教材) 对多用电表的使用要求较 高 ,但没有涉及欧姆表的原理问题. 由于多用电表欧姆 挡的挡间变换的原理较复杂 ,学生不易理解 ,部分教师 对此问题也有不少疑问. 例如 ,当欧姆表由小倍率挡变 大倍率挡时内阻变大了还是变小了 ? 表内仅仅是通过 调零电阻来实现电阻变化的吗 ? 为什么由小倍率挡变 大倍率挡后 ,短接调零前却发现表头指针竟然偏右 ,即 在原来零刻度线的右方 ? ……等问题. 针对这些问题 , 笔者认真做过实验并打开欧姆表进行观察 , 对多用电 表电原理图进行了仔细分析. 下面是笔者对此问题的 理解和分析.
图3
图4
题目 :某同学用以下器材接成图 3 所示的电路 ,并
将原微安表盘改画成如图 4 所示 , 成功地改装了一个
简易的“R ×1 k”的欧姆表 , 使用中发现这个欧姆表用
来测量阻值在 10 kΩ～20 kΩ 范围内的电阻时精确度
令人满意. 所供器材如下 :
A. Ig = 100μA 的微安表一个.
60 s/ 50 Ω = 116 160 J . 错解 4 : ①电吹风消耗电功率 P = U I = 220 V ×0. 2 A =
44 W. ②W = Pt = 44 W ×120 s = 5 280 J . 正解 : 电吹风吹冷风时 ,消耗功率 P1 = U I = 220 V ×
0. 2 A = 44 W. 发热电阻丝功率 P2 = U2 / R = (220 V ) 2 / 50 Ω =
生活的每一个方面都与物理学的发展进步息息相关 ,
这就要求我们有意识地去关注学习内容与家庭 、社会
生活 、生产实践的联系 , 关注环境污染 、能源危机等一
些社会问题 ,关注纳米 、超导等新科技 、新成果. 切实改
变传统教学中课堂等于教室 , 学习资源等于教材的观
念.
(2) 加强培养学生的创造意识和动手能力 ,组织学
生积极开展小发明 、小实验 、小制作活动 , 将理论与实
践有机地结合起来. 如在学完电的知识后 ,组织学生安
装照明电路 ,排除照明电路的故障 ,估算家用电器耗电
量 ,提出节约用电的办法等等. 这样学生了解了物理知
识的社会价值 ,形成了解决问题的能力 , 实现了自我 、
社会与自然的和谐发展 , 实现了认知 、情感 、态度与技
图 1 图 2 从图 2 可见 ,欧姆表由小量程挡向大量程挡转换 时 ,需要增大欧姆表的总内阻是通过变换并联阻值更 大的电阻来实现的 ( R4 = 14 kΩ, R3 = 1. 67 kΩ, R2 = 151 Ω, R1 = 13. 6 Ω) . 并非是通过串联更大电阻来增 大内阻的. 当欧姆表的倍率为 ×1 挡时 , 表笔短接 , 根据闭合 电路欧姆定律有 ,通过电源的电流为 :
968 W.
P总 = P1 + P2 = 44 W + 968 W = 1 012 W. W 总 = P总 t = 1 012 W ×2 ×60 s = 121 440 J . 分析 :造成错解 1 的原因是这部分学生不知道电 吹风中的电热丝和电动机是并联连接的 , 他们认为这 两者是串联的 ;造成错解 2 、4 的学生是由于不理解电
以下是一道与此知识相关的高考复习练习题 , 此
题是广 州 市 2004 年 高 考 模 拟 考 题 , 命 题 虽 有 超 出
2004 年高考说明要求之嫌 , 但命题立题较高 , 是一道
考查学生能力的题目. 从考后试卷分析发现学生出错
很多. 这主要是学生对欧姆表换挡原理没有弄清 ,以及
不会灵活运用中值电阻.
示的电流应是 I g ,而并非通过电源的电流 I. 当选择开
关 ×1 挡换至 ×10 挡时 ,由于 R 的值变大 , 从式 (1) 可
见 I 变小 ,引起电源的端电压 U 变大. 因为 U 的值变
大 ,从式 (2) 可知 I g 是变大的. 这就是欧姆表换大量程
挡后 ,短接调零前表头指针偏右的原因.
B. 电动势 E = 1. 5 V ,电阻可忽略不计的电池.
C. 阻值调至 14 kΩ 电阻箱 R 一个.
D. 红 、黑测试表棒和导线若干. (下转第 25 页)
— 23 —
第 26 卷第 2 期 物 理 教 师 Vol. 26 No. 2 2005 年 P H YSICS T EA C H ER (2005)