欧姆表超高倍率的电路图和原理[1]
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 ＝xg 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EI 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EI R R =+测内，得1000ER 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。
2.8欧姆表的原理课件丁桂林
欧姆表优缺点:
优点：测量方便 缺点：若电池用 久了，电动势会 变化，产生误差 较大，只能粗略 测量电阻
Rx
课堂小结
一、欧姆表 1、相对于其他电表欧姆表表头的特点 ①零刻度在右边，左边为无限大（最上边） ②刻度不均匀，左边密、右边稀疏 ③表头不接电路时，指针示数是最大，即∞
rxrx课堂小结一欧姆表1相对于其他电表欧姆表表头的特点零刻度在右边左边为无限大最上边刻度不均匀左边密右边稀疏表头不接电路时指针示数是最大即
2.8欧姆表的原理
丁桂林 2019年11月8日
复习回顾
2、如何把电流表改装成电压表?
Ig
Rg
R
IR R
I
Ig Rg
串联电阻
Ig
V
并联电阻
I
A
3、如何把电流表改装成量程较大的电流表?
5 10
mA
(3)如果把任意电阻R接在A、B间,电流表读数 I与R的值有什么关系?
Er
解：由闭合电路的欧姆定律得：
I=
E
Rg + R0 + r + Rx
Rg
R1
AB
Rx
= 1.5V I
150
Rx
5
把其它电流刻度都按 Rx=1.5/I-150 0 转换成电阻刻度,它岂不成了一
10
mA
个能直接测量电阻的仪器?
=
Rx
E + (Rg +
R0
+ r)
=
f
(Rx )
电流Ix与外电阻Rx是一 一对应关系。通过测量
电流达到测量电阻的目
2、设计出改装的原理图
的。
E R = Rg + R0 + r Rx = I R
欧姆表的原理
欧姆表是多用表的一个单元,用来测量电阻的阻值。
欧姆表的原理是高中物理重要内容。
1.原理将电池组、电流表和变阻器相串联构成欧姆表的内电路。
1）测量态给欧姆表的两表笔之间接上待测电阻，则电池组、电流表和变阻器及待测电阻构成闭合电路，电路中的电流随被测电阻的变化而变化，将电表的电流刻度值改为对应的外电阻刻度值，即可从欧姆表上直接读得待测电阻阻值。
Rx=εI-(r+Rg+R)实例将满偏电流为IG=100μA、内阻为Rg=100(Ω)的灵敏电流表跟电动势为ε=1.5V 内阻为r=0.1(Ω)的电池组和总电阻为R=I8KΩ的变阻器相串联并将变阻器调至R=14.9(K Ω)，即组装成一欧姆表。
各电流值对应的待测电阻值由上式计算如表：在表盘上各电流刻度处标示出相应的待测电阻值，即可直接读出待测电阻值。
2)调零态①机械调零当两表笔分开时,即待测电阻为无穷大时,由欧姆定律知此时电流强度为零。
即当两表笔分开时，电表指针指示的状态应为零电流和无穷大欧姆。
但是由于各种原因，当两表笔分开时电表的指针有时并没有指在零电流刻度上，这就需要进行机械调零。
用螺旋刀转动机械调零螺丝带动指针转动，使指针指无穷大欧姆刻度处。
②欧姆调零当两表笔短接时，由欧姆定律知，可以通过调节滑动变阻器使电流表满偏，即令指针指电流表的满偏电流刻度处，亦即零欧姆刻度处。
即当两表笔短接时, 电表指针指示的状态应为满偏电流和零欧姆阻值。
否则，调节变阻器使电流表指针指满偏电流刻度处，亦即零欧姆刻度处，即完成欧姆调零。
2.内阻1)设计值将欧姆表的两表笔短接,即欧姆表处于调零态,由欧姆定律得:欧姆表的内阻等于欧姆表中的电源的电动势与欧姆表中的电流表的满偏电流之比RΩ=ε/IG.所以用来组装欧姆表的灵敏电流表和电池选定后，组装成的欧姆表的内阻也就确定了。
2)实际值欧姆表的实际内阻由电源的内阻、电流表的内阻和调零变阻器的电阻串联构成，其总阻值应等于设计值。
RΩ=r+RG+R.我们应合理选择滑动变阻器的总阻值，以满足欧姆表内阻设计值的要求。
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一种电表测量电压、电流、容值和电阻的重要技术，它是一种以除法原理对测量时的参数进行调整以使测量结果更准确的技术。
一般来讲，欧姆表可以提供多种倍率，如1x、10x甚至100x等，它把原始测量值放大或缩小，以达到测量结果的希望值。
一、欧姆表的倍率调档原理1、原理概述欧姆表的倍率调档原理是通过将电压、电流、容值或电阻等电能量参数进行重新调整以达到精确测量所需要的过程。
调整过程通常采用一个放大器，将较低的量程（最大值）转变为较高的量程（最大值）来实现。
例如，当欧姆表最大量程为30V时，用户可以使用20倍的倍率调档，从而把测试电压调档至30V，这就使得对高于30V的电压进行测量成为可能。
2、倍率调档的作用（1）将测量量程放大或缩小：可以通过调整倍率，把较低的量程放大成更高的量程，或者把较高的量程缩小成更低的量程。
（2）减小测量磁场对精度的影响：有时由于外磁场对测量精度有影响，这时可以使用倍率调档，把磁场影响减小到可接受的范围。
（3）维护欧姆表测量精度：欧姆表的测量精度取决于最大测量量程，通常最大测量量程不能超过欧姆表最大量程值的20倍。
因此，使用倍率调档可以保证欧姆表的测量精度不受外界影响。
二、倍率调档的两种模式（1）倍率调档模式倍率调档模式是指在倍率调整的过程中，主被测物的比值在变换过程中不变的一种模式。
例如，把最大量程为10V的测量要素用20倍的倍率调档，那么最大测量量程则由10V放大至20V，这种形式中主物被测物的比值没有发生变化，只是将最大量程放大至可测量的范围而已，因此这种模式也叫做非变速模式。
（2）变速调档模式这种模式是指通过set/reset方法把两者之间的比值放大或缩小，而不改变两者之间的比例，以达到被测物和基准物在不同量程下调整测量结果。
例如，把最大量程为10V的测量要素用4倍的倍率调档，那么最大测量量程则从10V缩小至4V，这种形式中主物被测物的比值发生了变化，但被测物和基准物之间的比例不受影响，因此这种模式也叫做变速模式。
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
欧姆表的原理和简单使用
50 37.58m源自A0 10mA
A(Ω)
一、欧姆表的原理是闭合电路欧姆定律
I
rRg
E R1
Rx
E R
Rx
二、欧姆表内部结构:
Er
R
G
R1
+-
(1) 结构元件： 电源 电流计 滑动变阻器
（短接调零）
(2) R :欧姆表内阻
R =R1+r+Rg
R R
中值
电流方向： “红进” “黑
（3） R1:调零电阻出”
指针指在中间刻度附近
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：
I
rRg
E R1
Rx
2）欧姆表的内部结构
Er
G
R1
+-
3）欧姆表的使用方法：
选档 欧姆调零 测电阻读数 归档
欧姆表的原理和简单使用
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复习回顾
1.如何把电流计改装成电压表? 串联一个电阻 串得越大 量程越大
2.如何把电流计改装成大量程电流表? 并联一个电阻 并得越小 量程越大
能否把电流计改装成为一个测电阻的仪表？
例1.如图电源的电动势E=1.5V,内阻r=0.5Ω,电流表满偏电流 Ig=10 mA,电流表电阻Rg =7.5Ω,A、B为接线柱.
Rx
G
R1
AB
RX IE(rRg R1)
(完整版)欧姆表原理
实验二：多用表的使用
1、欧姆表的刻度特点：不均匀（左密右疏） 反向（零刻度在最右端） 例题：如图，若指针指在刻度的中央，则它的读数______25欧(倍 ：闭合电路欧姆定律 3、欧姆表测量电阻的步骤： 1）选择倍率 2）调零 3）测量 4）读数
实验二：多用表的使用
一般常用的欧姆表是多用电表中的其中一个 功能．欧姆表的使用要点是：
（1）根据被测电阻的大致值，将选择开关旋转到 欧姆挡相应的倍率上． 欧姆档的倍率表示测量值跟指针指示值的 倍数关系．例如用“×10”档测某电阻时，指示 值为15，则表示被测电阻值是15×10＝150 （）．选取档位的根据是以测量时指针尽可能 达半偏为宜．
与I一一对X应。 “R”
X
（2）中值电阻
E
R 中=
= R +r+R
Ig
g
注意：(1) 欧姆表的刻度与其他表刻度相反
且刻度不均匀（左密右疏）
（2）欧姆表每次测电阻 前需调零。不能带 电测量。
（3）欧姆表中电池用久了，电动势和内阻 要改变，测出的电阻值有较大的误差。所以 欧姆表常用来粗测电阻。
３、欧姆表的使用
4、欧姆表测量电阻的注意点： 1）每改变一个倍率必须重新调零（不是每测量一个电阻必须调零） 2）测量时必须把外电路断开，单独测量电阻 3）读数在刻度的中间附近较为准确 4）测量完毕后，开关旋至Off或交流最高档
实验二：多用表的使用
5、多用表测量电流和电压： 1）使用方法：测量电流时串联在电路中；测量电 压时并联在电路两端 2）读数 例题：如图，若指针指在刻度的中央，则它的读数 ______（量程 选用50V）；若量程 为25），则它的 读数______
实验二：多用表的使用
6、故障检测方法： 1）利用多用表中电压表
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欧姆表超高倍率的电路图和原理
1.科华MF47C 多用表电阻档----×100K / 1M 电路图
2.电路原理：随着倍率增高，欧姆表的内阻也增大，以致于电流减小，小于表头的满偏电流而无法测量，所以电路中采用三极管的电流放大作用可以扩大倍率。
对于×100K 倍率的电路原理：电源(1.5V 和9V 串联)、三极管发射结EB 、R5、黑表笔、被测电阻、红表笔×100K 倍率接入口，组成一路电路（如图蓝色粗线电路），形成很小的电流I B1。
三极管放大后的电流I C 通过调零电路和表头，组成显示电路（如图红色的细线电路）。
其中R5=1650K 是中值电阻。
对于×M 倍率的电路原理：电源(1.5V 和9V 串联)、三极管发射结EB 、R5、黑表笔、被测电阻、红表笔×M 倍率接入口、R6，组成一路电路，形成极小的电流I B2。
三极管放大后的电流I C2通过调零电路和表头，组成显示电路（如图红色的细线电路）。
其中R5+R6是中值电阻。
黑表笔V 档接入口K 100⨯档接入口M 1⨯ΩΩV 5。