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    欧姆表倍率转换的原理 [欧姆表的倍率由什么决定]

    时间:2019-05-23 03:24:33 来源:柠檬阅读网 本文已影响 柠檬阅读网手机站

       “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“×1Ù”、“×10Ù”、“×100Ù”、“×1kÙ”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Ig相同,Rg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×1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S到a、b进行换挡.
      开关接a时,
      调零:
      Ig=Er+R+(Rb+Rg)RaRa+Rb+Rg×RaRa+Rb+Rg(1)
      测量Rx:
      I=Er+R+Rx+(Rb+Rg)RaRa+Rb+Rg×RaRa+Rb+Rg(2)
      开关接b时,
      调零:
      Ig=Er+R′+(Rb+Rg)RaRa+Rb+Rg×Ra+RbRa+Rb+Rg(3)
      测量Rx:
      I′=Er+R′+Rx+(Rb+Rg)RaRa+Rb+Rg×Ra+RbRa+Rb+Rg(4)
      解方程(1)、(2)、(3)、(4)得
      1I-1Ig=Rx(Ra+Rb+Rg)ERa,
      1I′-1Ig=Rx(Ra+Rb+Rg)E(Ra+Rb).
      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Rx,则a、b是不同倍率的档位.又因为I′R
      C.R′

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