多用電表知識要略

傅爾鈞??

摘 要：高考電學實驗得分率低的瓶頸，主要原因是對電學實驗的幾個重點知識沒有進行明確的系統(tǒng)化復習和對電學實驗思想、方法沒有進行明確的系統(tǒng)化歸納。本文通過復習多用電表，對三表改裝、全電路歐姆定律進行再認識、再學習。

關(guān)鍵詞：三表原理精析；三表內(nèi)部電路分析

在第二輪復習中，對恒定電流知識的復習更多的可以以復習電學實驗為切入點，通過對測電阻、滑動變阻器的連接、測電源的電動勢和內(nèi)阻、三表改裝等的再復習，實質(zhì)是對全電路歐姆定律的再復習。本文以復習多用電表為切入點，對三表改裝、全電路歐姆定律進行再認識、再學習。

一、 電流、電壓、歐姆表原理精析：

電路簡略圖如圖1所示

（1）選擇旋鈕至1，為大量程電流表，量程為I1，至2為小量程電流，量程為I2，表頭滿偏電流為Ig。

R1+R2=IgRgI2-Ig R1=Ig（Rg+R2）I1-Ig

（2）選擇旋鈕至3為小量程電壓表，量程為U1，接4為大量程電壓，量程為U2。

R3=U1-IgRgI1 R4=U2-IgRgI1

系統(tǒng)誤差分析：測電流、電壓時，由于電表內(nèi)阻的影響，測得的電流、電壓值均小于真實值.

（3）接5為歐姆表。電路簡略圖如圖2所示

1. 理解短路調(diào)零，計算內(nèi)電阻：R內(nèi)=EIg=r+Rg+RP

2. 理解R中，讀出內(nèi)電阻R中=R內(nèi)

3. 理解測量原理，讀出未知電阻值：

根據(jù)閉合電路的歐姆定律I=ERg+r+Rp+Rx，得Rx=EI-（Rg+r+Rp）

（1）當Rx=0，I=Ig，所以歐姆表的“0”刻度線的最右邊，從右到左刻度由疏變密。

（2）系統(tǒng)誤差分析：電池使用一段時間后，測量值會偏大。電池用久了，電動勢會減小、內(nèi)阻會增大。而歐姆表上的刻度值是根據(jù)電池正常的電動勢數(shù)值標定的。當測量某一電阻時，電路中的電流比正常值要小，也就是說電表指針在正常位置的左邊.而歐姆表的指針越靠近左邊示數(shù)越大。所以，測出的電阻值變大。

二、 電流表、電壓表內(nèi)部電路分析

如下圖3為多用電表內(nèi)部電路圖，已知表頭Ig=20mA，Rg=25Ω，R0=120Ω，1—3A，2—0.6A，3—3V，4—15V。求R1、R2、R3、R4的阻值。

[解釋]：接1時，

R1=Ig（Rg+R2）I1-Ig=0.02×（145+R2）3-0.02（1）

接2時，R1+R2=IgRgI2-Ig=0.02×1450.6-0.02=5Ω（2）

由（1）（2）解得R1=1Ω，R2=4Ω.

R并=IgRgI2=0.02×1450.6Ω=296Ω（3）

R3=U1I2-R并=30.6-296=16Ω

R4=U2-U1I2=15-30.6=20Ω

三、 實際歐姆表中檔位的電路分析

典型電路1：如圖為某歐姆表的表盤和內(nèi)部電路圖，已知表頭Ig=1mA，Rg=200Ω，R0=700Ω，E=3V，內(nèi)阻不計，表盤中值為30，歐姆檔的選擇旋鈕分別為×100、×10、×1、×0.1。

（1）當S1、S2、S3均斷開，問歐姆表對應(yīng)的測量檔位是最高檔還是最低檔？此時RP為多少？

（2）求S1閉合時，R1和RP的值；

（3）求S1、S2閉合時，R2和RP的值；

（4）求S1、S2、S3閉合時，R3和RP的值。

[原理解釋]：

（1）據(jù)歐姆表原理，R內(nèi)=R中=EIg=310-3Ω=3000Ω，而表盤中值為30，即當S1、S2、S3均斷開時，歐姆表的選擇檔位應(yīng)為×100，此時，RP=R內(nèi)-（Rg+R0）=2100Ω

（2）當S1閉合時，歐姆表的選擇檔位為×10檔，歐姆表的內(nèi)阻為R內(nèi)=30×10Ω=300Ω，歐姆調(diào)零電流為10

Ig，

R1=Ig（Rg+R0）10Ig-Ig=200+7009Ω=100Ω

RP=R內(nèi)-R并=210Ω。

（3）當S1、S2閉合時，歐姆表的選擇檔位為×1檔，歐姆表的內(nèi)阻為R內(nèi)=30×1=30Ω，歐姆調(diào)零電流為100Ig，

R1=Ig（Rg+R0）100Ig-Ig=200+70099Ω=1011ΩRP=R內(nèi)-R并=21Ω。

（3）當S1、S2、S3閉合時，為×0.1檔，歐姆表的內(nèi)阻為R內(nèi)=30×1=3Ω，歐姆調(diào)零電流為1000Ig，

R1=Ig（Rg+R0）1000Ig-Ig=200+700999Ω=10111Ω

RP=R內(nèi)-R并=2.1Ω。

典型電路2：如圖為某歐姆表的表盤和內(nèi)部電路圖，已知表頭Ig=0.10mA，Rg=200Ω，E=2V，內(nèi)阻不計，表盤中值為20，R1=9.80×103Ω。求各檔位對應(yīng)的R0、R2、R3、R4的值。

據(jù)歐姆表原理，選擇×1k檔位時，如圖可知調(diào)零電流為Ig

R內(nèi)=R中=EIg=20.10×10-3Ω=2.00×104Ω，

所以R0=R內(nèi)-R1-Rg=1.00×104Ω。

選擇×100檔位時，依據(jù)測量原理可知此檔位的內(nèi)電阻為2.00×103Ω，調(diào)零電流為10Ig，所以

R2=E10Ig-Ig=2.09×0.10×10-3Ω=29×104

Ω

同理，選擇×10，×1檔位時

R3=E100Ig-Ig=2.099×0.10×10-3Ω=299×104Ω

R4=E1000Ig-Ig=2.0999×0.10×10-3Ω=2999×

104Ω

參考文獻：

[1]三億文庫.高考物理電學實驗攻略全解[EB/OL].