欧姆表实现不同倍率的原理
多用电表倍率的原理
多用电表倍率原理及应用一、电流表与分流电阻的关系多用电表中的电流表是通过一个分流电阻来与被测电路并联的。
分流电阻的阻值决定了电流表的量程和倍率。
当被测电流通过分流电阻时，产生的电压降与被测电流成正比。
通过调整分流电阻的阻值，可以改变电流表的量程和倍率。
二、电压表与分压电阻的关系电压表的原理与电流表类似，是通过一个分压电阻与被测电路串联来实现测量的。
分压电阻的阻值决定了电压表的量程和倍率。
当被测电压通过分压电阻时，产生的电流与被测电压成正比。
通过调整分压电阻的阻值，可以改变电压表的量程和倍率。
三、欧姆表的原理及转换开关的作用欧姆表是测量电阻的仪表，其原理基于闭合电路欧姆定律。
欧姆表内部有一个电源和一个灵敏电流计，通过一个转换开关来选择不同的分流电阻或分压电阻，从而改变测量范围和倍率。
转换开关的作用是选择不同的测量模式和量程，以满足不同电阻值的测量需求。
四、倍率转换的数学模型多用电表的倍率转换可以通过数学模型进行描述。
设多用电表的量程为A(量程电流或电压)，被测电流或电压为I(或U)，分流电阻或分压电阻为R，则有：A = I(或U) * 倍率倍率 = 1 / (R / A)这个公式说明了多用电表倍率转换的数学模型，可以帮助理解倍率转换的原理。
五、刻度盘与倍率的关系多用电表的刻度盘通常以“Ω”、“mA”或“V”等单位进行标注。
刻度盘上的刻度数值对应于多用电表的倍率。
例如，刻度盘上的某一刻度值为1000Ω，则表示该刻度对应的倍率为1000倍。
通过观察刻度盘上的刻度值，可以快速了解当前测量档位的倍率关系。
六、测量精度与误差分析多用电表的测量精度受到多种因素的影响，如电源稳定性、电阻元件的温度系数、电表本身的误差等。
在实际应用中，需要对多用电表进行定期校准和误差分析，以确保测量结果的准确性和可靠性。
误差分析包括系统误差、随机误差和过失误差等，这些误差可以通过适当的校准方法和数据处理技术进行减小或消除。
七、注意事项与使用技巧在使用多用电表时，需要注意以下几点：首先，要选择合适的量程和倍率，避免测量过载；其次，要确保多用电表与被测电路正确连接，避免测量误差；第三，要避免在带电情况下测量高电阻值，以免损坏电表；第四，要定期进行校准和维护保养，保证多用电表的准确性和可靠性。
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。
高考复习：高中物理欧姆表的原理及电表改装知识点总结
高中物理欧姆表的原理及电表改装知识点总结一、欧姆表的测量原理：①欧姆表是测量电阻的仪表。
右图的欧姆表的测量原理图。
虚线方框内是欧姆表的内部结构（简化），它包含表头G 、直流电源ε（常用干电池）及电阻ΩR （调零电阻及其它如保护电阻等的总电阻）；当被测电阻x R 接入 电路后，通过表头的电流x G R R r R I +++=Ωε其中ε为干电池两端的电压（测量时基本不 变）。
由上式可知，对给定的欧姆表，I 与x R有一一对应的关系，所以由表头指针的位置可以知道x R 的大小。
为了读数方便，可以事先在刻度盘上直接标出欧姆值。
②欧姆表的刻度特点。
与电流表和电压表不同，欧姆表的刻度有下面三个显著特点：A 、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R x 越小I 越大造成的。
每个欧姆表刻度盘的最右端都可标以“0Ω”的数值，因为总可以选择R Ω的值以保证当R x =0时流过表头的电流恰好等于它的满刻度电流（满偏电流）I Gm 。
B 、磁电式电流表及电压表的刻度是均匀的，欧姆表的刻度却是很不均匀，越向左边越密。
这是因为刻度的疏密程度取决于上式中的电流I 随R x 的变化规律。
C 、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的量程。
但欧姆表的刻度却总是从0到∞欧姆。
③欧姆表的中值电阻。
因为当R x =0时表头电流等于它的满刻度电流I Gm ，所以把R x =0及I=I Gm 代入上式就有：GGm R r R I ++=Ωε，再将此式除以上式得：xG G GmR r R R rR R I I +++++=ΩΩ)(，)(G R r R ++Ω是一定的，所以每个R x 值都对应一个确定的Gm I I 值。
GmI I这个数值是很有实际意义，正是它唯一地决定着表针的位置。
例如，当GmI I=1时，I=I Gm ，表针指最右端；当GmI I=1/2时，表针指在刻度盘的中心处，等等。
欧姆表实现不同倍率的原理
如何实现欧姆表的不同倍率有这样一道实验题，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“×1”、“×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。
学生普遍觉得无从下手，不知如何分析，究其原因，是对“改装成两种倍率（如“×1”、“×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r+R 0+ R g 即为欧姆表的内阻R 内。
当被测电阻R x 接入电路后，通过表头的电流x g R R R r E I +++=0即 )(0R R r IE R g x ++-= 由上式可知，对给定的欧姆表，I 与R x 有一一对应的关系，所以由表头指针的位置可以知道R x 的大小。
为了读数方便，事先在刻度盘上直接标出欧姆值。
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R x 越小I 越大造成的。
每个欧姆表刻度盘的最右端都可标以“0Ω”的数值，因为我们总可以选择R 0的值以保证当R x =0时流过表头的电流恰好等于它的满刻度电流I g 。
(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。
欧姆表结构及原理
A．4R B．5R C．10R D．16R
3．若某欧姆表表头的满偏电流为5 mA，内装一节干电池，电
(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图2 所示，这时电压表的示数如图3所示。多用电表和电压表的读数 分别为________kΩ和________ V。 (4)调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零。此时多用 电表和电压表的读数分别为12 kΩ和4.00 V。从测量数据可知， 电压表的内阻为________ kΩ。 (5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个 理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图4所示。根据前面 的实验数据计算可得，此多用电表内电池的电动势为________V， 电阻“×1 k”挡内部电路的总电阻为______ kΩ。
动势为1.5 V，那么该欧姆表的内阻为________ Ω。待测电阻
接入红、黑两表笔之间时，指针指在刻度盘的中央，则待测电
阻的阻值为________ Ω。若指针指在满刻度的3/4处，则待测
电阻的阻值为________ Ω。
300 300 100
某物理兴趣小组设计了如图a所示的欧姆表电路，通过控制 开关S和调节电阻箱，可使欧姆表具有“×1”和“×10”两种 倍率，所用器材如下：
欧姆表结构及原理
一、欧姆表原理 1．欧姆表内部电路简化如图。
2．欧姆表测电阻阻值的原理：闭合电路欧姆定律。 (1)红、黑表笔短接，进行欧姆调零时，指针满偏，有 Ig ＝Rg＋ER＋r。 (2) 当 红 、 黑 表 笔 之 间 接 有 未 知 电 阻 Rx 时 ， 有 I ＝ Rg＋R＋E r＋Rx，故每一个未知电阻都对应一个电流值 I。 由于 I 与 R 是非线性关系，表盘上电流刻度是均匀的， 所以其对应的电阻刻度却是不均匀的。电阻的零刻度在电流
欧姆表测量原理及应用
补充课程欧姆表测量原理及应用1.欧姆表的测量原理欧姆表是测量电阻的仪表，图1为欧姆表的测量原理图．G是内阻为Rg，满刻度电流为Ig的电流表，R是可变电阻，也叫调零电阻；电池为一节干电池，电动势为E，内阻是r，红表笔（插入“+”插孔）与电池负极相连；黑表笔（插入“-”插孔）与电池正极相连．当被测电阻Rxr跟Rg、R相比很小，可以忽略不计。
由（1）式可知：对给定的欧姆表I与Rx有一一对应关系．所以由表头指针位置可知Rx的大小．为读数方便，在刻度盘中直接标出欧姆值．2.欧姆表中值电阻及刻度Rx的值对应一个I/Ig的值，这个值实际意义是唯一决定表针的位置．当I/Ig=1时，表针指最右端，I/Ig=1/2时，表针指刻度盘中心处，等等．即每个Rx决定一个I/Ig的值，而每个I/Ig决定一个表针的位置，如果两个欧姆表有不同的（R+Rg）的值，同一个Rx就对应不同的I/Ig，即对应不同的表针的位置．它们的刻度情况就不一样，反之；只有两个欧姆表的（R+Rx）的值相等．它们的刻度就完全相同．（可共用一个刻度盘）、欧姆表的（R+Rg）叫它的中值电阻，也就是中值电阻唯一决定了欧姆表的刻度盘．中值电阻一经确定，刻度盘的刻度全盘定局．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．3.欧姆表的刻度特点由（1）式可知，与电流表和电压表不同，欧姆表有以下几个显著特点：（1）电流表和电压表刻度越向右数值越大，欧姆表则相反，这是因为Rx越小I越大造成的．当Rx=∞时，I=0，则在最左端；当Rx=0时（两表笔短接）I为Ig，电流表满刻度处电阻为“0”在最右端．（2）电流表和电压表刻度均匀．欧姆表刻度很不均匀，越向左越密．这是因为在零点调正后，E、R、Rx都是恒定的，I随Rx而变．但他们不是简单的线性比例关系．所以表盘刻度不均匀．（3）电流表和电压表的刻度都是从0到某一确定值，因此，每个表都有确定的量程．而欧姆表的刻度总是从0→∞Ω．这是否说明所有欧姆表都有相同的刻度？是否欧姆表不存在量程的问题．不是的．下面对这两个问题分别进行分析．4.欧姆表的测量范围虽然任何欧姆表的测量范围都是从0→∞Ω，但越向左刻度越密．当Rx在200Ω以上时，读数已很困难，当Rx为1000Ω时．已无法读数了．要想准确地测出大电阻，应换用一个中值电阻较大的欧姆表（就是换挡）．为了使欧姆表各挡共用一个标尺，一般都以R×1中值电阻为标准，成10倍扩大．例如R× 1挡中值电阻R中=10Ω，R×10挡为100Ω，R×100Ω挡为1000Ω等，依次类推，扩大欧姆表的量程就是扩大欧姆表的总内阻，实际是通过欧姆表的另一附加电路来实现5.欧姆表的示值误差对分度均匀的电流表和电压表．示值越大则相对误差越小，对欧姆表的总内阻等于标尺的中值电阻R 中时，用微分法可导出△R/R=（△x/L）[（R中-R）2/（R中×R）+4].（2）（2）式中字母表示意义如图2所示。
欧姆表的原理和简单使用
表盘的认识
五、 测量电阻(小电阻)的步骤
1.选档（选到×1档） 2.欧姆调零（短接调零） 3.读数（刻度×档位） 4.拔出红黑表笔，将档位置于OFF或交流电压的最高档位
总结：
1）欧姆表的工作原理：
E I r Rg R1 Rx
G
Er
R1
2）欧姆表的内部结构 3）欧姆表的使用方法：
50
∞
37.5 8mA
0mA
0 10mA
A(Ω )
一、欧姆表的原理是闭合电路欧姆定律
E E I r Rg R1 Rx R Rx
二、欧姆表内部结构:
Er G
R1
(1) 结构元件： 电源 电流计 滑动变阻器R来自(2)R
:欧姆表内阻
R
=R1+r+Rg
R R
中值
+ I(mA) Rx(Ω) 10 0
选档 欧姆调零 测电阻读数 归档
+ -
四、读数:
1:图示中各次的电阻分 别为多少?
30 40 50 100 200 1K500
20 15 10 5 0
Ω
∞
Ω 2:实际使用的欧姆表具有多个量程可以选择，有×1档、×10档、 ×100档、×1K档等，如果实验中选择的是×100档，图示中各 次的电阻分别为多少？ 3:实际使用中怎样确定欧姆表选择哪一档？怎样才能使测得 电阻的阻值更精确？ 指针指在中间刻度附近
142 Ω
(2)调到满偏后保持R1的值不变,在A、B间接一个150Ω的电 阻Rx,电流表指针指在什么刻度? 5mA (3)如果把任意电阻Rx接在A、B间, Rx的值与电流表读数I E r 是什么样的关系式呢?
欧姆表之换倍率
•
• 所测的电阻比中值大几个数量级，这时需要我们通过选 择开关来改变倍率
图2 通过选择开关改变倍率
• 测量1000Ω左右的阻值，就应该将中值扩大相应的倍率 （100倍—比待测电阻小一个数量级）。
• 换倍率的实质：改变倍率就是改变中值R中
改变中值电值
• 由闭合电路的欧姆定律
R中
R内
E Ig
• 由表达式，很容易知道，扩大中值电阻的 途径有
欧姆表之换倍率
作者：闫 20200616
欧姆表表盘
• 为什么欧姆表刻度盘的 刻度是非均匀分布的？
• 由闭合电路的欧姆定律
I
E
r Rg Ro Rx
• 进行无量纲约化
I r Rg Ro Ig r Rg Ro Rx
• 作出I/Ig-Rx图像
r
Rg
Ro
Rx
I r Rg Ro Ig r Rg Ro Rx
Rx/R中ຫໍສະໝຸດ 图1 表盘的指针位置与阻值对应关系
• 表盘刻度的不均匀，导致表盘中某些部分读数的精度 很低。我们希望指针指在中央附近，读数较为精确。
• 该欧姆表的内阻（中值）为15 Ω ，若所测的电阻值接 近中值，指针在表盘的中央附近，读数较为精确。
换倍率
• 当Rx=100Ω时，读数很困难；当Rx=1000Ω时，已经无法 读数。
• 某实验小组用下列器材设计了如图所示的欧姆表电路， 通过调控开关S和调节电阻箱，可使欧姆表具有“×1”、 “×10”两种倍率。
欧姆表实现不同倍率的原理
如何实现欧姆表的不同倍率有这样一道实验题，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“×1”、“×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。
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r+R 0+ R g 即为欧姆表的内阻R内。
当被测电阻R x 接入电路后，通过表头的电流xg R R R r E I +++=0 即 )(0R R r IE R g x ++-= 由上式可知，对给定的欧姆表，I 与R x 有 一一对应的关系，所以由表头指针的位置可以知道R x 的大小。
为了读数方便，事先在刻度盘上直接标出欧姆值。
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R x 越小I 越大造成的。
每个欧姆表刻度盘的最右端都可标以“0Ω”的数值，因为我们总可以选择R 0的值以保证当R x =0时流过表头的电流恰好等于它的满刻度电流I g 。
(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dI/dR x ，由通过表头的电流表达式x g R R R r E I +++=0 得，20)(x g x R R R r E dR dI +++-= 上式表明R x 越大dI/dR x 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。
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。
2.8欧姆表的工作原理
一、欧姆表的构造 1、内部电路图 2、各个元件的作用 3、欧姆表的内电阻 4、工作原理：欧姆定律
（1）欧姆调零：表笔短路，调节 R1使表头满偏； E RΩ （欧姆表的内阻） Ig
电源： 提供电流 电流表：电流与电阻一一对 应，标度电阻值的依据 滑动变阻器：保护表头，电 调零
（2）待测电阻与电流一一对应； 欧姆表内电阻：r＋Rg ＋R1 E Rx RΩ 红黑表笔：接触电阻，金属 Ix 部分手不能拿。
中值电阻附近刻度均匀，读数较为准确。
3、如果测量某个电阻，指针偏转太小，应该换高档位，还是 低档位？
指针偏转太小，电流太小，该电阻较大，应该换高倍率。 重新电调零 4、换过档位应该做哪些事情？ 5、读数应该注意什么？指针如图，档位为×10Ω档，则测量电 阻的阻值？ 指针处数值×倍率
一、欧姆表的构造 1、内部电路图 2、各个元件的作用 3、欧姆表的内电阻------大小等于中值电阻 4、工作原理-----------闭合电路欧姆定律 5、表盘刻度特点----左密右疏，0刻度在右，中 值电阻附近刻度较为均匀（指针指在中值电阻 附近读数较为准确的原因） 6、更换档位，更换了内电阻、电源，换挡后应 该电重新调零，指针指在电阻零刻度处（使用 前机械调零：指针指在左侧电零刻度处） 7、读数时要×倍率
生活是一面镜子，你对她笑，她就对你笑；你对她 生气，她就对你生气；你破镜子破摔，你的苦痛会 被成千上万倍放大，苦痛将会环绕你的周围！
学 习 没 有 那 么 困 难， 积 极 努 力 吧 孩 子！
复习回顾
闭合电路欧姆定律
例：如图电源的电动势E=1.5V,内阻r=0.5Ω,电流表满偏 电流Ig=10mA,电流表电阻7.5Ω,A、B为接线。 (1)用导线把A、B直接连起来,此时应把可变电阻R1调节 为多少才能使电流表恰好达到满偏电流？此时电路总电 R总 ＝150 Ω 阻RΩ为多少？ R1 ＝142 Ω (2)调到满偏后保持R1的值不变,在A、B间接一个150Ω的 电阻R2,电流表指针指着多少刻度的位置? 5mA (3)如果把任意电阻Rx接在A、B间, Rx与电流表读数Ix之 间有什么关系? E r
欧姆表实现不同倍率的原理知识讲解
欧姆表实现不同倍率的原理如何实现欧姆表的不同倍率有这样一道实验题，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“×1”、“×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。
学生普遍觉得无从下手，不知如何分析，究其原因，是对“改装成两种倍率（如“×1”、“×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r+R 0+ R g 即为欧姆表的内阻R 内。
当被测电阻R x 接入电路后，通过表头的电流xg R R R r EI +++=即 )(0R R r IER g x ++-=由上式可知，对给定的欧姆表，I 与R x 有 一一对应的关系，所以由表头指针的位置可以 知道R x 的大小。
为了读数方便，事先在刻度盘 上直接标出欧姆值。
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R x 越小 I 越大造成的。
每个欧姆表刻度盘的最右端都可标以“0Ω”的数值，因为我们总可以选择R 0的值以保证当R x =0时流过表头的电流恰好等于它的满刻度电流I g 。
(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。
欧姆表的倍率由什么决定
欧姆表的倍率由什么决定作者：杨述杰来源：《中学物理·高中》2012年第01期“练习使用多用电表”是高中的一个重要实验和常考实验，该实验的难点是欧姆表的正确使用和读数.考试中学生往往感到十分头疼，究其根本原因是学生没有真正搞清欧姆表的内部结构和工作原理.欧姆表中有、“×10Ù”、“×100Ù”、不同倍率，但这些倍率由什么因素决定，在改变倍率时到底是在调节什么呢？这些让学生感到十分疑惑的问题，课本上也没有作解释.下面笔者对此谈谈几点看法：方法一利用与“内接电源”并联电阻的方法，通过改变并联电阻来改变其倍率.在使用欧姆表时，首先要调零，然后进行测量，则如图1、图2：由于多用电表内只有一个表头，所有档位都共用一个表头，则相同，也相同.并且电磁式电表(表头)指针的偏转角度由其内电流的大小决定，则若让此次测量指针的偏转角度与选俚挡饬渴毕嗤 (即指针指在同一位置)，表头内内电流的大小也相同，但所测电阻应为上次的10倍.则有由此可知，欧姆档的倍率由内接电源的电动势决定，即在调节欧姆表的倍率挡位时实际上是在调节内接电源的电动势.但令学生疑惑的是万用电表内部只有两个电源，我们又如何做到有四个倍率换挡档位，电源的电动势在短时间内是恒定的呀？由所学知识可知，当外电路断路时，电源的路端电压等于其电动势，多用电表内部就是通过将“内接电源”并联电阻来实现改变其电动势的.如图3所示：虚线框内部为一个等效电源，则等效电源的电动势为外电路断路时的路端电压，其表达式为：E′=ER+rR=E1+rR，由表达式可知，电源并联的电阻越大，等效电源的电动势也越大.则在改变电动势的大小时实际是在改变与其并联的电阻.所以，在调节欧姆表的倍率档位时，是通过改变与电源并联的滑动变阻器R的大小来实现的.方法二如图4所示，通过调节单刀双掷开关到a、b进行换挡.开关接a时，调零：测量：开关接b时，调零：测量：解方程(1)、(2)、(3)、(4)得1I-，1I′-所以I≠I′，即表头的指针所指示的位置不同，但由于测量的是同一电阻，则a、b是不同倍率的档位.又因为I′例题一个多用电表内的电池已使用很久了，但是转动调零旋钮时，仍可使表针调至零欧姆刻度处.用这只多用表测出的电阻值R′，与被测电阻的真实值R相比解法一按照方法一，欧姆表的倍率由电动势决定.当电源的电动势减小时，该欧姆表的实际倍率已经减小，但在读数时还按照原来的倍率去乘，则测量结果偏大.解法二电池用久后电动势变小，当电表满偏(即调零)时多用电表的总电阻会变小，即内阻变小，因内阻等于中值电阻，则中值电阻会变小，而刻度没有变化，我们仍按照原来的刻度来读，故结果偏大.。
高中物理最基础考点考点欧姆表新人教选修
考点19 欧姆表欧姆表(选修3-1第二章：恒定电流的第八节多用电表的原理)★★★○○○○1、欧姆表：电流表改装成的能够测量导体的电阻，并能直接读出电阻数值的仪表。
2、欧姆表原理（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：闭合电路的欧姆定律I ＝x g R r R R E +++. 则被测电阻R x =IE －（R g +R+r ），由于R x 与电流I 不成正比例，故欧姆表的刻度值是不均匀的。
1、红黑表笔的接法：由于电流表的上端接电源的负极，故它对应的是负接线柱，即B 是黑表笔；电流表的下端接电源的正极，故A 端对应的是红表笔。
2、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，这一过程叫欧姆调零．①当I ＝I g 时，R x ＝0，在满偏电流I g 处标为“0”．（下图甲）②当I ＝0时，R x →∞，在I ＝0处标为“∞”．（下图乙）③当外电路接某一电阻后，其电流表的指针如图丙所示，直接读数就是被测电阻的大小。
④当I ＝2g I 时，R x ＝R g ＋R ＋r ，此电阻是欧姆表的内阻，也叫中值电阻．3、欧姆表的读数（1）为了减小读数误差，指针应指在表盘13到23的部分，即中央刻度附近． （2）除非指针所在刻度盘处每个小格表示1 Ω时，要估读到下一位，其余情况都不用估读．（3）电阻值等于指针示数与所选倍率的乘积．例：关于欧姆表及其使用中的问题，下列说法正确的是( )A. 接表内电源负极的应是黑表笔B. 换挡后，都要重新调零，使指针指到满刻度C. 表盘刻度是均匀的D. 表盘刻度最左边表示电阻阻值为0【答案】B1、如图所示为多用电表电阻挡的原理图，表头内阻为R g ，调零电阻为R 0，电池的电动势为E ，内阻为r ，则下列说法中错误的是( )A. 它是根据闭合电路欧姆定律制成的B. 接表内电池负极的应是红表笔C. 电阻挡对应的“∞”刻度一般在刻度盘的右端D. 调零后刻度盘的中心刻度值是r ＋R g ＋R【答案】C2、（甘肃省天水市一中2020学年高二上学期第一阶段考试）一个用满偏电流为3mA 的电流表改装而成的欧姆表，调零后用它测500Ω的标准电阻时，指针恰好指在刻度盘的正中间，如果用它测量一个未知电阻时，指针指在1mA 处，则被测电阻的阻值为（ ）A. 2000 ΩB. 15000ΩC. 1000 ΩD. 500 Ω【答案】C【精细解读】因测量500Ω电阻指针指在刻度的中间，则中值电阻为500Ω，则其内阻为500Ω．电池的电动势为Ig×R 内=3×10×3×500=1.5V，再由E I R R =+测内可求得R 测；根据中值电阻定义可知欧姆表内阻500R =Ω内，则3310500 1.5E Ig R V -=⨯=⨯⨯=内，再由E I R R =+测内，得1000E R R I=-=Ω测内，则C 正确． 3、2020年埃博拉疫情在世界部分地区爆发，为了做好防范，需要购买大量的体温表，某同学想自己制作一个金属温度计，为此该同学从实验室找到一个热敏电阻，并通过查资料获得该热敏电阻的阻值R 随温度t 变化的图线如图甲所示。
欧姆表的倍率调档原理
欧姆表的倍率调档原理
欧姆表的倍率调档原理是欧姆表测量电阻值时常用的一种方法，它通过改变表头的倍率来测量不同范围的电阻值。
欧姆表的倍率调档原理是基于欧姆定律的，它规定，当相同的电流穿过不同的电阻值时，产生的电压值大小也相同。
因此，只需要调节欧姆表的倍率，就可以测量出不同范围的电阻值。
欧姆表的倍率调档原理是一种简单有效的方法，它可以用来测量非常低的电阻值，如50Ω、100Ω、500Ω等。
要测量更大范围的电阻值，可以使用更高的倍率，比如1000倍、10000倍等。
欧姆表的倍率调档原理还可以用来测量短路电阻。
由于短路电阻极其低，只能使用最高的倍率来测量，否则表头的电阻会影响测量结果。
欧姆表的倍率调档原理是一种常用的测量电阻值的方法，它可以测量出不同范围的电阻值，同时还可以测量短路电阻。
但是，在使用欧姆表测量电阻值时，要注意表头的电阻会影响测量结果，因此，要使用最高的倍率来测量。
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如何实现欧姆表的不同倍率
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“采、"W”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。
学生普遍觉得无从下手，不知如何分析，究其原因，是对“改装成两种倍率（如“采”“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r+R o+ R g即为欧姆表的内阻R内当被测电阻R x接入电路后，通过表头的电流
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 R x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R o 的值以保证当R x =0时流过表头 的电流恰好等于它的满刻度电流I g 。
(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/dR x ，由通过表头的电流 上式表明R x 越大dl/dR x 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。
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, 而(r R g R 0)(欧姆表的内阻)是一定的，所以每一个R x 值都对应一个确定的
l/l g 值。
l/l g 这个数值是很有实际意义的，正是它唯一地决定着表针的位置。
例如 当l/l g = 1时，l = l g ，表针指最右端；例如当l/l g =1/2时，l = l g /2，表针指在刻度盘
的中心处，等等。
可以这样理解：每个 R x 值决定一个l/l g 值，而每个l/l g 值又决 定一个表针位置。
如果两个欧姆表有不同的(r • R g • R 0)值，同一 R x 就对应不同
表达式I r R g R o R x
得, dl
dR X E 2 (r R g R o R x ) 调节调零旋钮使指针指到电流表的满刻度。
因此当 R x =0时表头电流等于它的满
刻度电流I g ,所以把R x =0和l=l g 代入 E
r R g R 0 R x 可得:
所以丄
r R g R ° (r R g R 0) R x
的l/l g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 R g R。
）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 R g R o）叫做它的中值电阻（简称中值）。
因为当 R x=（r R g R o）时，可得
I/I g=1/2，表针恰指正中。
换句话说：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 lx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R x很大时就难以得到准确读数。
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100欧以上时,读数已很困难,当Rx在1000欧以上时,甚至无法读数。
要想准确地测出1000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1500欧，是前面欧姆表的中值电阻的100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 x=1000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 x
值（例如几欧），则中值电阻为1500欧的表测量就不如前面的表准确。
所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10或100。
例如，最常用的欧姆表有x 1、X10、X100、X1000、等挡。
使用X1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中二R内二（r R g R o—可知改
1
g
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I g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“X”“X））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I g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，使电流表满偏
的最大电流是不一样的，则所对应的欧姆表的内阻不相同，即中值电阻不相同，从而实现了不同的倍率，所以选图2。
又因为图2中接b端时的最大电流比接a 端时小，由R中二R内二（r R g R o）E可知，接b端所对应中值电阻大，则
1
g
这时的欧姆表是较大的倍率挡。
现在我们再来看看人教版选修3 — 1“多用电表”一节中，第68页的插图中图2 .8-5，画的是多量程多用电表示意图。
教材中说明图中电流、电压、电阻挡各有两个量程，观察电路图可知，1、 2挡为电流挡；5、6挡为电压挡；而3、4挡应为电阻挡。
但仔细观察电路图，发现3、4支路的差别在于支路4多串联了一个定值电阻R, 这样真的能起到实现
不同的倍率吗?
欧姆表在测量电阻之前首先要进行欧姆挡调零，即将红黑表笔短接，再调
节可变电阻，使电路中的电流达到满偏，不难发现，3、4支路在调零时由于表头相同，且电源的电动势也一样，则满偏时电路中的总电阻是一样的，虽然支路 4中多了一个定值电阻，但调零时可变电阻将调得更小。
所以教材中的电路图在开关打到3、4挡时所对应的欧姆表的中值电阻是相同的，所以倍率也是相同的。
那如何来实现欧姆表的不同倍率，从而达到改变量程的目的？一般有两种
途径：一是电路中的最大电流l g值不变而改变电源电动势，可以在教材原插图的基础上，只要改变3、4支路中的电源电动势大小（即用两个不同的电源），可以把支路4中的电源符号E改为E ?两是电源电动势不变而改变电路中的最大电流l g值，如下图（右图）所示，可在电流表表头上想办法，在电流表表头上并联多个电阻，即把G表改装成不同量程的电流表，再加一个选择开关即可实现不
1、人教版新课程教材选修 3-1 课本
参考文献：
2、电磁学梁灿彬秦光戎梁竹健高等教育出版社 1980 年
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