師朝兵

電表改裝屬于基本電學(xué)實(shí)驗(yàn)之一，多用電表的的原理走進(jìn)了新課標(biāo)課本，標(biāo)志著高考對學(xué)生電表改裝能力要求的提高，多用電表以歐姆表的改裝為重點(diǎn)，歐姆表的難點(diǎn)在于其測量電阻的原理以及由此引發(fā)的問題.

一、歐姆表測電阻的本質(zhì)

電池使用一段時(shí)間后，由于電動(dòng)勢減小，內(nèi)阻變大，但仍然能調(diào)零，則重新調(diào)零后滿足Ig=E′R內(nèi)′，可見歐姆表的內(nèi)阻減小；根據(jù)公式R內(nèi)=（R0+r+Rg）和內(nèi)阻r增大可知內(nèi)部的可變電阻R0的有效阻值增大.由于表盤上所標(biāo)注的電阻阻值滿足關(guān)系式： R=（n-1）R內(nèi)，所以當(dāng)電動(dòng)勢減小導(dǎo)致歐姆表內(nèi)阻減小后將導(dǎo)致各個(gè)刻度值對應(yīng)的電阻阻值減小，由于電動(dòng)勢變化后我們并不會(huì)在表盤上重新進(jìn)行標(biāo)注，所以我們?nèi)匀话凑赵瓉順?biāo)注的數(shù)值讀數(shù)，讀出的數(shù)值比實(shí)際值偏大.

說明由于內(nèi)阻的增大可以通過適當(dāng)減小R0來進(jìn)行補(bǔ)償，所以并不會(huì)對讀數(shù)造成影響，讀數(shù)造成的影響全部來自于電動(dòng)勢的變化.

3.利用規(guī)律解決擋位比較問題

解析在使用歐姆表時(shí)，如果指針指到某一位置對于不同的擋位，讀出的數(shù)值不同，根據(jù)關(guān)系式R=（n-1）R內(nèi)可知不同擋位對應(yīng)的歐姆表的內(nèi)阻不同，根據(jù)Ig=ER內(nèi)可知，要改變歐姆表的內(nèi)阻就必須改變歐姆表內(nèi)置電源的電動(dòng)勢（或等效電動(dòng)勢）或者是改變歐姆表的最大電流.

從高擋位調(diào)到低擋位時(shí)，歐姆表內(nèi)阻減小，我們有兩種途徑可以實(shí)現(xiàn)歐姆表內(nèi)阻的減小.第一種：減小電動(dòng)勢，可以通過切換電路更換連入電路的電源；或者是通過改變電路來減小其有效輸出電動(dòng)勢，比如給電源并聯(lián)一個(gè)和它內(nèi)阻相當(dāng)?shù)碾娮?，這樣就可以達(dá)到減小電動(dòng)勢的目的.第二種：增大歐姆表的電流，可以增大和表頭串聯(lián)的電阻阻值，也可以減小和表頭并聯(lián)的電阻阻值，從而增大分流電路所能分得的電流，增大歐姆表的總電流.

在圖3和圖4中，將單刀雙擲開關(guān)在不同的觸點(diǎn)之間進(jìn)行切換時(shí)，電源提供的電動(dòng)勢都不會(huì)發(fā)生變化，那么不同擋位之間只能靠改變電流來實(shí)現(xiàn)內(nèi)阻的改變.圖4中將單刀雙擲開關(guān)在不同的觸點(diǎn)之間進(jìn)行切換時(shí)，電流不變，所以歐姆表的量程不變.圖3中將單刀雙擲開關(guān)從b擲到a時(shí)，歐姆表內(nèi)的總電流增大，歐姆表內(nèi)阻減小，倍率變小，所以開關(guān)和b相接觸時(shí)，表示選用了高擋位.

反思

1.歐姆表的常規(guī)改裝和使用方法是將待測電阻和表頭串聯(lián)形成回路，簡單地說歐姆表的常規(guī)使用方法是串聯(lián)使用.本題中歐姆表的改裝和使用方法是將待測電阻和表頭并聯(lián)形成回路，簡單地說本題中歐姆表是并聯(lián)使用的.首先要認(rèn)真審題發(fā)現(xiàn)這一區(qū)別，然后還要求熟悉歐姆表的常規(guī)測量原理，才有可能正確解題.

2.認(rèn)識兩種改裝、使用方式下的歐姆表在測量原理上的異同.

用R0表示可變電阻的有效阻值、r表示內(nèi)置電源的內(nèi)電阻、Rg表示表頭的阻值.

（1）待測電阻和表頭為串聯(lián)關(guān)系的歐姆表

歐姆表使用的第一步就是歐姆調(diào)零，調(diào)零后滿足Ig=ER0+r+Rg，把（R0+r+Rg）稱為選擇該擋位時(shí)的歐姆表內(nèi)阻，即R內(nèi)=（R0+r+Rg）.當(dāng)將歐姆表與一個(gè)電阻R串聯(lián)時(shí)，根據(jù)閉合電路的歐姆定律得1nIg=ER內(nèi)+R，n表示滿偏電流和實(shí)際電流之間的比值，也就是滿偏時(shí)的偏轉(zhuǎn)角和實(shí)際偏轉(zhuǎn)角之間的比值.將Ig=ER0+r+Rg，R內(nèi)=（R0+r+Rg）和1nIg=ER內(nèi)+R聯(lián)立得R=（n-1）R內(nèi)，表盤上所標(biāo)注的數(shù)值是依據(jù)這一關(guān)系來確定的，也就是表盤上所標(biāo)注的數(shù)值必須滿足這一規(guī)律.我們讀出的數(shù)據(jù)總是內(nèi)阻的一個(gè)倍數(shù)，這就是歐姆表測量電阻的一個(gè)基本規(guī)律.

（2）待測電阻和表頭為并聯(lián)關(guān)系的歐姆表

這種連接方式下的歐姆表不能進(jìn)行歐姆調(diào)零，如果將兩個(gè)表筆短接，表頭將會(huì)被短路，沒有電流經(jīng)過，該連接方式下的歐姆表只能進(jìn)行“歐姆調(diào)無窮”，其方法就是將兩個(gè)表筆斷開，調(diào)節(jié)可變電阻使指針指到電流的最大值，此時(shí)為電阻的無窮大而不是電阻的零.

歐姆表調(diào)無窮后滿足Ig=ER0+r+Rg，當(dāng)將歐姆表與一個(gè)電阻R并聯(lián)時(shí)，根據(jù)閉合電路的歐姆定律和分流規(guī)律得E（R0+r）+RgRRg+R×RRg+R=1nIg，n表示滿偏電流和實(shí)際電流之間的比值，也就是滿偏時(shí)的偏轉(zhuǎn)角和實(shí)際偏轉(zhuǎn)角之間的比值.將該式子與以上兩個(gè)式子聯(lián)立得R=1n-1×（R0+r）Rg（R0+r）+Rg，其中（R0+r）Rg（R0+r）+Rg為（R0+r）和Rg的并聯(lián)電阻，我們不妨也把它稱為選擇該檔位時(shí)的歐姆表內(nèi)阻，即R內(nèi)=（R0+r）Rg（R0+r）+Rg，待測電阻為：R=1n-1R內(nèi).由此則可以認(rèn)為該歐姆表也是通過比值的形式來讀出電阻的，也就是我們讀出的數(shù)據(jù)仍然總是內(nèi)阻的一個(gè)倍數(shù)，只是由于此歐姆表是并聯(lián)分流關(guān)系，所以變成了1n-1倍，而不再是（n-1）倍.

電表改裝屬于基本電學(xué)實(shí)驗(yàn)之一，多用電表的的原理走進(jìn)了新課標(biāo)課本，標(biāo)志著高考對學(xué)生電表改裝能力要求的提高，多用電表以歐姆表的改裝為重點(diǎn)，歐姆表的難點(diǎn)在于其測量電阻的原理以及由此引發(fā)的問題.

一、歐姆表測電阻的本質(zhì)

電池使用一段時(shí)間后，由于電動(dòng)勢減小，內(nèi)阻變大，但仍然能調(diào)零，則重新調(diào)零后滿足Ig=E′R內(nèi)′，可見歐姆表的內(nèi)阻減?。桓鶕?jù)公式R內(nèi)=（R0+r+Rg）和內(nèi)阻r增大可知內(nèi)部的可變電阻R0的有效阻值增大.由于表盤上所標(biāo)注的電阻阻值滿足關(guān)系式： R=（n-1）R內(nèi)，所以當(dāng)電動(dòng)勢減小導(dǎo)致歐姆表內(nèi)阻減小后將導(dǎo)致各個(gè)刻度值對應(yīng)的電阻阻值減小，由于電動(dòng)勢變化后我們并不會(huì)在表盤上重新進(jìn)行標(biāo)注，所以我們?nèi)匀话凑赵瓉順?biāo)注的數(shù)值讀數(shù)，讀出的數(shù)值比實(shí)際值偏大.

說明由于內(nèi)阻的增大可以通過適當(dāng)減小R0來進(jìn)行補(bǔ)償，所以并不會(huì)對讀數(shù)造成影響，讀數(shù)造成的影響全部來自于電動(dòng)勢的變化.

3.利用規(guī)律解決擋位比較問題

解析在使用歐姆表時(shí)，如果指針指到某一位置對于不同的擋位，讀出的數(shù)值不同，根據(jù)關(guān)系式R=（n-1）R內(nèi)可知不同擋位對應(yīng)的歐姆表的內(nèi)阻不同，根據(jù)Ig=ER內(nèi)可知，要改變歐姆表的內(nèi)阻就必須改變歐姆表內(nèi)置電源的電動(dòng)勢（或等效電動(dòng)勢）或者是改變歐姆表的最大電流.

從高擋位調(diào)到低擋位時(shí)，歐姆表內(nèi)阻減小，我們有兩種途徑可以實(shí)現(xiàn)歐姆表內(nèi)阻的減小.第一種：減小電動(dòng)勢，可以通過切換電路更換連入電路的電源；或者是通過改變電路來減小其有效輸出電動(dòng)勢，比如給電源并聯(lián)一個(gè)和它內(nèi)阻相當(dāng)?shù)碾娮瑁@樣就可以達(dá)到減小電動(dòng)勢的目的.第二種：增大歐姆表的電流，可以增大和表頭串聯(lián)的電阻阻值，也可以減小和表頭并聯(lián)的電阻阻值，從而增大分流電路所能分得的電流，增大歐姆表的總電流.

在圖3和圖4中，將單刀雙擲開關(guān)在不同的觸點(diǎn)之間進(jìn)行切換時(shí)，電源提供的電動(dòng)勢都不會(huì)發(fā)生變化，那么不同擋位之間只能靠改變電流來實(shí)現(xiàn)內(nèi)阻的改變.圖4中將單刀雙擲開關(guān)在不同的觸點(diǎn)之間進(jìn)行切換時(shí)，電流不變，所以歐姆表的量程不變.圖3中將單刀雙擲開關(guān)從b擲到a時(shí)，歐姆表內(nèi)的總電流增大，歐姆表內(nèi)阻減小，倍率變小，所以開關(guān)和b相接觸時(shí)，表示選用了高擋位.

反思

1.歐姆表的常規(guī)改裝和使用方法是將待測電阻和表頭串聯(lián)形成回路，簡單地說歐姆表的常規(guī)使用方法是串聯(lián)使用.本題中歐姆表的改裝和使用方法是將待測電阻和表頭并聯(lián)形成回路，簡單地說本題中歐姆表是并聯(lián)使用的.首先要認(rèn)真審題發(fā)現(xiàn)這一區(qū)別，然后還要求熟悉歐姆表的常規(guī)測量原理，才有可能正確解題.

2.認(rèn)識兩種改裝、使用方式下的歐姆表在測量原理上的異同.

用R0表示可變電阻的有效阻值、r表示內(nèi)置電源的內(nèi)電阻、Rg表示表頭的阻值.

（1）待測電阻和表頭為串聯(lián)關(guān)系的歐姆表

歐姆表使用的第一步就是歐姆調(diào)零，調(diào)零后滿足Ig=ER0+r+Rg，把（R0+r+Rg）稱為選擇該擋位時(shí)的歐姆表內(nèi)阻，即R內(nèi)=（R0+r+Rg）.當(dāng)將歐姆表與一個(gè)電阻R串聯(lián)時(shí)，根據(jù)閉合電路的歐姆定律得1nIg=ER內(nèi)+R，n表示滿偏電流和實(shí)際電流之間的比值，也就是滿偏時(shí)的偏轉(zhuǎn)角和實(shí)際偏轉(zhuǎn)角之間的比值.將Ig=ER0+r+Rg，R內(nèi)=（R0+r+Rg）和1nIg=ER內(nèi)+R聯(lián)立得R=（n-1）R內(nèi)，表盤上所標(biāo)注的數(shù)值是依據(jù)這一關(guān)系來確定的，也就是表盤上所標(biāo)注的數(shù)值必須滿足這一規(guī)律.我們讀出的數(shù)據(jù)總是內(nèi)阻的一個(gè)倍數(shù)，這就是歐姆表測量電阻的一個(gè)基本規(guī)律.

（2）待測電阻和表頭為并聯(lián)關(guān)系的歐姆表

這種連接方式下的歐姆表不能進(jìn)行歐姆調(diào)零，如果將兩個(gè)表筆短接，表頭將會(huì)被短路，沒有電流經(jīng)過，該連接方式下的歐姆表只能進(jìn)行“歐姆調(diào)無窮”，其方法就是將兩個(gè)表筆斷開，調(diào)節(jié)可變電阻使指針指到電流的最大值，此時(shí)為電阻的無窮大而不是電阻的零.

歐姆表調(diào)無窮后滿足Ig=ER0+r+Rg，當(dāng)將歐姆表與一個(gè)電阻R并聯(lián)時(shí)，根據(jù)閉合電路的歐姆定律和分流規(guī)律得E（R0+r）+RgRRg+R×RRg+R=1nIg，n表示滿偏電流和實(shí)際電流之間的比值，也就是滿偏時(shí)的偏轉(zhuǎn)角和實(shí)際偏轉(zhuǎn)角之間的比值.將該式子與以上兩個(gè)式子聯(lián)立得R=1n-1×（R0+r）Rg（R0+r）+Rg，其中（R0+r）Rg（R0+r）+Rg為（R0+r）和Rg的并聯(lián)電阻，我們不妨也把它稱為選擇該檔位時(shí)的歐姆表內(nèi)阻，即R內(nèi)=（R0+r）Rg（R0+r）+Rg，待測電阻為：R=1n-1R內(nèi).由此則可以認(rèn)為該歐姆表也是通過比值的形式來讀出電阻的，也就是我們讀出的數(shù)據(jù)仍然總是內(nèi)阻的一個(gè)倍數(shù)，只是由于此歐姆表是并聯(lián)分流關(guān)系，所以變成了1n-1倍，而不再是（n-1）倍.

電表改裝屬于基本電學(xué)實(shí)驗(yàn)之一，多用電表的的原理走進(jìn)了新課標(biāo)課本，標(biāo)志著高考對學(xué)生電表改裝能力要求的提高，多用電表以歐姆表的改裝為重點(diǎn)，歐姆表的難點(diǎn)在于其測量電阻的原理以及由此引發(fā)的問題.

一、歐姆表測電阻的本質(zhì)

電池使用一段時(shí)間后，由于電動(dòng)勢減小，內(nèi)阻變大，但仍然能調(diào)零，則重新調(diào)零后滿足Ig=E′R內(nèi)′，可見歐姆表的內(nèi)阻減??；根據(jù)公式R內(nèi)=（R0+r+Rg）和內(nèi)阻r增大可知內(nèi)部的可變電阻R0的有效阻值增大.由于表盤上所標(biāo)注的電阻阻值滿足關(guān)系式： R=（n-1）R內(nèi)，所以當(dāng)電動(dòng)勢減小導(dǎo)致歐姆表內(nèi)阻減小后將導(dǎo)致各個(gè)刻度值對應(yīng)的電阻阻值減小，由于電動(dòng)勢變化后我們并不會(huì)在表盤上重新進(jìn)行標(biāo)注，所以我們?nèi)匀话凑赵瓉順?biāo)注的數(shù)值讀數(shù)，讀出的數(shù)值比實(shí)際值偏大.

說明由于內(nèi)阻的增大可以通過適當(dāng)減小R0來進(jìn)行補(bǔ)償，所以并不會(huì)對讀數(shù)造成影響，讀數(shù)造成的影響全部來自于電動(dòng)勢的變化.

3.利用規(guī)律解決擋位比較問題

解析在使用歐姆表時(shí)，如果指針指到某一位置對于不同的擋位，讀出的數(shù)值不同，根據(jù)關(guān)系式R=（n-1）R內(nèi)可知不同擋位對應(yīng)的歐姆表的內(nèi)阻不同，根據(jù)Ig=ER內(nèi)可知，要改變歐姆表的內(nèi)阻就必須改變歐姆表內(nèi)置電源的電動(dòng)勢（或等效電動(dòng)勢）或者是改變歐姆表的最大電流.

從高擋位調(diào)到低擋位時(shí)，歐姆表內(nèi)阻減小，我們有兩種途徑可以實(shí)現(xiàn)歐姆表內(nèi)阻的減小.第一種：減小電動(dòng)勢，可以通過切換電路更換連入電路的電源；或者是通過改變電路來減小其有效輸出電動(dòng)勢，比如給電源并聯(lián)一個(gè)和它內(nèi)阻相當(dāng)?shù)碾娮?，這樣就可以達(dá)到減小電動(dòng)勢的目的.第二種：增大歐姆表的電流，可以增大和表頭串聯(lián)的電阻阻值，也可以減小和表頭并聯(lián)的電阻阻值，從而增大分流電路所能分得的電流，增大歐姆表的總電流.

在圖3和圖4中，將單刀雙擲開關(guān)在不同的觸點(diǎn)之間進(jìn)行切換時(shí)，電源提供的電動(dòng)勢都不會(huì)發(fā)生變化，那么不同擋位之間只能靠改變電流來實(shí)現(xiàn)內(nèi)阻的改變.圖4中將單刀雙擲開關(guān)在不同的觸點(diǎn)之間進(jìn)行切換時(shí)，電流不變，所以歐姆表的量程不變.圖3中將單刀雙擲開關(guān)從b擲到a時(shí)，歐姆表內(nèi)的總電流增大，歐姆表內(nèi)阻減小，倍率變小，所以開關(guān)和b相接觸時(shí)，表示選用了高擋位.

反思

1.歐姆表的常規(guī)改裝和使用方法是將待測電阻和表頭串聯(lián)形成回路，簡單地說歐姆表的常規(guī)使用方法是串聯(lián)使用.本題中歐姆表的改裝和使用方法是將待測電阻和表頭并聯(lián)形成回路，簡單地說本題中歐姆表是并聯(lián)使用的.首先要認(rèn)真審題發(fā)現(xiàn)這一區(qū)別，然后還要求熟悉歐姆表的常規(guī)測量原理，才有可能正確解題.

2.認(rèn)識兩種改裝、使用方式下的歐姆表在測量原理上的異同.

用R0表示可變電阻的有效阻值、r表示內(nèi)置電源的內(nèi)電阻、Rg表示表頭的阻值.

（1）待測電阻和表頭為串聯(lián)關(guān)系的歐姆表

歐姆表使用的第一步就是歐姆調(diào)零，調(diào)零后滿足Ig=ER0+r+Rg，把（R0+r+Rg）稱為選擇該擋位時(shí)的歐姆表內(nèi)阻，即R內(nèi)=（R0+r+Rg）.當(dāng)將歐姆表與一個(gè)電阻R串聯(lián)時(shí)，根據(jù)閉合電路的歐姆定律得1nIg=ER內(nèi)+R，n表示滿偏電流和實(shí)際電流之間的比值，也就是滿偏時(shí)的偏轉(zhuǎn)角和實(shí)際偏轉(zhuǎn)角之間的比值.將Ig=ER0+r+Rg，R內(nèi)=（R0+r+Rg）和1nIg=ER內(nèi)+R聯(lián)立得R=（n-1）R內(nèi)，表盤上所標(biāo)注的數(shù)值是依據(jù)這一關(guān)系來確定的，也就是表盤上所標(biāo)注的數(shù)值必須滿足這一規(guī)律.我們讀出的數(shù)據(jù)總是內(nèi)阻的一個(gè)倍數(shù)，這就是歐姆表測量電阻的一個(gè)基本規(guī)律.

（2）待測電阻和表頭為并聯(lián)關(guān)系的歐姆表

這種連接方式下的歐姆表不能進(jìn)行歐姆調(diào)零，如果將兩個(gè)表筆短接，表頭將會(huì)被短路，沒有電流經(jīng)過，該連接方式下的歐姆表只能進(jìn)行“歐姆調(diào)無窮”，其方法就是將兩個(gè)表筆斷開，調(diào)節(jié)可變電阻使指針指到電流的最大值，此時(shí)為電阻的無窮大而不是電阻的零.

歐姆表調(diào)無窮后滿足Ig=ER0+r+Rg，當(dāng)將歐姆表與一個(gè)電阻R并聯(lián)時(shí)，根據(jù)閉合電路的歐姆定律和分流規(guī)律得E（R0+r）+RgRRg+R×RRg+R=1nIg，n表示滿偏電流和實(shí)際電流之間的比值，也就是滿偏時(shí)的偏轉(zhuǎn)角和實(shí)際偏轉(zhuǎn)角之間的比值.將該式子與以上兩個(gè)式子聯(lián)立得R=1n-1×（R0+r）Rg（R0+r）+Rg，其中（R0+r）Rg（R0+r）+Rg為（R0+r）和Rg的并聯(lián)電阻，我們不妨也把它稱為選擇該檔位時(shí)的歐姆表內(nèi)阻，即R內(nèi)=（R0+r）Rg（R0+r）+Rg，待測電阻為：R=1n-1R內(nèi).由此則可以認(rèn)為該歐姆表也是通過比值的形式來讀出電阻的，也就是我們讀出的數(shù)據(jù)仍然總是內(nèi)阻的一個(gè)倍數(shù)，只是由于此歐姆表是并聯(lián)分流關(guān)系，所以變成了1n-1倍，而不再是（n-1）倍.