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化復習和對電學實驗思想、方法沒有進行明確的系統化歸納。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。

關鍵詞：三表原理精析；三表內部電路分析

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阻、三表改裝等的再復習，實質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

系統誤差分析：測電流、電壓時，由于電表內阻的影響，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. 理解短路調零，計算內電阻：R內=EIg=r+Rg+RP

2. 理解R中，讀出內電阻R中=R內

3. 理解測量原理，讀出未知電阻值：

根據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、內阻會增大。而歐姆表上的刻度值是根據電池正常的電動勢數值標定的。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越大。所以，測出的電阻值變大。

二、 電流表、電壓表內部電路分析

如下圖3為多用電表內部電路圖，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部電路圖，已知表頭Ig=1mA，Rg=200Ω，R0=700Ω，E=3V，內阻不計，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）據歐姆表原理，R內=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為×100，此時，RP=R內-（Rg+R0）=2100Ω

（2）當S1閉合時，歐姆表的選擇檔位為×10檔，歐姆表的內阻為R內=30×10Ω=300Ω，歐姆調零電流為10

Ig，

R1=Ig（Rg+R0）10Ig-Ig=200+7009Ω=100Ω

RP=R內-R并=210Ω。

（3）當S1、S2閉合時，歐姆表的選擇檔位為×1檔，歐姆表的內阻為R內=30×1=30Ω，歐姆調零電流為100Ig，

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

（3）當S1、S2、S3閉合時，為×0.1檔，歐姆表的內阻為R內=30×1=3Ω，歐姆調零電流為1000Ig，

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

RP=R內-R并=2.1Ω。

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

據歐姆表原理，選擇×1k檔位時，如圖可知調零電流為Ig

R內=R中=EIg=20.10×10-3Ω=2.00×104Ω，

所以R0=R內-R1-Rg=1.00×104Ω。

選擇×100檔位時，依據測量原理可知此檔位的內電阻為2.00×103Ω，調零電流為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].