欧姆表内部电路结构和换挡原理的分析
欧姆表的原理及使用
欧姆表的原理及使用嘿，同学们！今天咱们来好好聊聊欧姆表这个有趣的家伙。
还记得我之前去参加一个电子设备维修的活动，遇到了一个特别棘手的问题。
一台旧收音机出了故障，声音时有时无。
我打开一看，发现可能是电阻出了问题。
这时候，欧姆表就派上大用场啦！先来说说欧姆表的原理。
简单来讲，欧姆表就是测量电阻的工具。
它是基于闭合电路的欧姆定律工作的。
你看，电池、表头、调零电阻、测量电阻等等这些元件组合在一起，就构成了欧姆表的核心部分。
当我们测量电阻时，电流会在电路中流动。
如果电阻大，电流就小；电阻小，电流就大。
表头根据电流的大小来显示电阻的数值。
那欧姆表怎么使用呢？第一步，机械调零不能忘。
就像咱们出门前要整理好衣服一样，把指针调到零刻度的位置。
然后选择合适的量程。
这可有点讲究，要是量程选得太大，测量就不精确；选得太小，可能会爆表哦！比如说，我们要测量一个大概几百欧姆的电阻，要是一开始选了个最大量程是几千欧姆的，那指针可能只偏一点点，读数误差就大啦。
所以要先大概估计一下电阻的大小，选个合适的量程。
测量的时候，要把电阻从电路中取下来，单独测量。
两只表笔紧紧地接触电阻的两端，眼睛盯着表头，读取数值。
再跟你们说个有趣的事儿。
有一次我在家里修台灯，怀疑是灯泡旁边的一个小电阻坏了。
我拿出欧姆表，小心翼翼地测量，心里还挺紧张，生怕修不好。
结果一测，还真发现电阻的值不对，换了个新的，台灯立马就亮啦！还有哦，使用完欧姆表，一定要把量程开关拨到交流电压的最大量程位置，不然下次用的时候可能就出错啦。
总之，欧姆表虽然看起来有点复杂，但只要咱们掌握了原理和使用方法，它就能成为我们解决电路问题的好帮手。
就像我那次修好收音机和台灯一样，那种成就感，简直太棒啦！希望同学们也能熟练运用欧姆表，去探索更多电学的奥秘！。
万用表欧姆挡的内部结构
万用表欧姆挡的内部结构作者：郭旺来源：《物理教学探讨》2009年第05期欧姆表测量电阻较之伏安法测电阻更快捷、简便，用多用电表电阻挡测量电阻和探测电学黑箱是高考中的重要内容。
欧姆表是根据闭合电路欧姆定律的原理制成的，它的原理图如图1所示，图中电流表G内阻为，满偏电流为，调零电阻为R，电池的电动势为E，内阻为r。
红黑两表笔短接调节R进行欧姆调零，使电流表G指针满偏，有内(1)其中内＝R为欧姆表的内阻。
当两表笔间接有待测电阻时电流表的示数为，则有内由式(1)和(2)得到-内(3)只要将电流刻度按照式(3)的规律改换成电阻的标度，就可以直接用来测量电阻了。
当时，有内，可见表盘中间刻度，即中值电阻等于内部电阻内，并且用它来表征欧姆表的测量范围。
1 为什么换挡未经调零之前短接表笔指针还在电流满偏附近例如，浙江台州电表厂制造的J0411电表，中间刻度为40Ω，选择×1挡对应内阻为40Ω；选×10挡对应内阻为400Ω。
当选×1挡调零结束（短接红黑表笔调节R使指针指在电流表满偏处，即欧姆零刻度线处）后换在×10挡再短接红黑表笔，此过程电源电压没变，但内阻增为原来10倍，由（1）式知指针应指在处，而实际上还指在满偏附近。
这是怎么回事呢？实际上，多用电表电路并不像图1给出的那么简单，以浙江台州电表厂制造J0411为例，电阻挡其内部电路应该为图2所示。
为了解决问题方便，将电阻挡实际电路（除去×1k挡）等效为如图3所示电路，、、R为定值电阻，是用电位器代之的可调电阻，即调零电阻。
、、为可选择的定值电阻且＜＜。
电源电动势为E(1.5V)，内阻为r。
当选择开关置于×1挡时，如图3所示，电表内部接入电路为和虚线框中电路并联，将表笔短接通过调节使电流表满偏。
当选择开关置于×10挡时，电表内部电路为和虚线框中电路并联，虽然＞，但虚线框两端电压大小基本不变，同时虚线框中的电路也不变，因此再次短接红黑表笔，电流表的电流变化很小。
什么是欧姆表？
什么是欧姆表？一、欧姆表的定义与原理欧姆表，又称电阻表，是一种用于测量电阻的仪器。
它通过测量电流和电压的关系，来确定电路中的电阻值。
欧姆表的原理基于欧姆定律，即电流等于电压与电阻的商。
根据这一原理，欧姆表可以准确地测量电路中的电阻。
二、欧姆表的结构与工作原理1. 仪表结构欧姆表通常由表盘、指针、量程选择开关和电源开关等组成。
表盘用来显示电阻值，指针则显示当前测量结果。
量程选择开关可以调节欧姆表的测量范围，以适应不同电阻值的测量。
电源开关用于控制欧姆表的工作状态。
2. 工作原理当欧姆表与待测电路相连接时，电流会通过欧姆表的表线。
欧姆表内部会将电流经过一系列精密的电路进行放大和处理。
之后，经过放大和处理的电流会导致指针相应地移动，通过指针的位置，我们可以直接读取出电阻值。
三、欧姆表的应用与优势1. 应用领域欧姆表在电子、电力、通信等领域得到广泛应用。
在实验室和工程中，欧姆表用于电路故障排除和电阻值测量。
在电力系统中，欧姆表被用于判断电线的连接质量和电器设备的工作状态。
在通信领域，欧姆表可以用于测量线路上的信号强度和电阻。
2. 优势欧姆表具有测量范围广、精度高、易于操作等优势。
它可以直接读取电阻值，无需进行复杂的计算，操作简单方便。
另外，欧姆表的测量结果也相对稳定，准确度较高，可以满足各种实际应用需求。
四、使用欧姆表的注意事项1. 正确接线在使用欧姆表进行测量时，需要注意正确接线。
电路中的电流应通过欧姆表的表线，以确保准确的测量结果。
2. 选择合适的量程在测量电阻时，需要选择合适的量程。
如果电阻值超出了欧姆表的量程范围，将会导致测量结果不准确。
3. 防止过载在测量大电阻时，需要注意防止过载。
过高的电阻值会造成电流过小，无法使指针偏转，从而无法得出准确的测量结果。
通过以上介绍，我们对欧姆表的定义、原理、结构与工作原理、应用与优势以及使用注意事项等方面有了初步的了解。
欧姆表作为一种常用的电阻测量仪器，在各个领域中发挥着重要的作用。
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。
第八节 欧姆表原理
它岂不成了一个能直接测量电电流表G、电池、
调零电阻R，刻度盘和红、 黑表笔组成.
如图，就电路部分而
言，在欧姆表内部是电流
表、电池、调零电阻三者
串联而成，在欧姆表外部，
I
接上被测电阻后，与欧姆
表内部电路一起组成闭合
E((表21.))黑笔变 红表接阻表笔_器笔_．_选接_M_用_______N___端_C__．_____端_．，黑 (刻3)度电，流其表电2m阻A值刻应度为处1换_0_成0__0电_Ω阻
解析 (1)
Ig
=
Rg
E +
R0
黑出
R0＝400 Ω
红入
(2) 红表笔接内部电源的负极 黑表笔接内部电源的正极
(3) I = E
(1)用导线把A、B直接连起 来,此时应把可变电阻R调节 为多少才能使电流表恰好达 到满偏电流?
Er
Rg
R
AB
Ig
= Rg+
E r+
R
R
=
EIg
(Rg + r
)
=142 Ω
例题
如图电源的电动势E=1.5V, 内阻r=0.5Ω,电流表满偏电
Er
流Ig=10 mA,电流表电阻
Rg=7.5Ω,A、B为接线柱。
Rg + R0 + Rx
Rx＝1 000 Ω
二、多用电表
(一)结构 在识别电阻档和电压档电路时，可以把
虚线框内的电路当成一个电流表。
11、.开2关为S调电到流1、表
E
E
32个、、位34置、为时4、欧电5姆表、分6表 5别、测6的为是电什压么?表
拓展资料：欧姆表原理及改装(高中物理教学课件)
答：
由R内
Ig
可知，若电动势不变，则重新调零后欧姆表内
阻也不变，不影响电阻的测量。
问题：欧姆表里面的电池用久后假设电动势变小，内阻
增大，用欧姆表测量的电阻有什么影响？
答：
由R内
Ig
可知，若电动势变小，则重新调零后欧姆表内
阻也变小，即中值电阻变小，但考虑到表盘还是原来的
表盘，读数会比真实值偏大。
二.双量程多用电表
例4.如图所示为欧姆表的原理示意图。其中，电 流表的满偏电流为300μA，内阻rg=100Ω，调零电 阻最大值R=50kΩ，串联的定值电阻R0=50Ω，电 池电动势E=1.5V。用它测量电阻Rx，能准确测量 的阻值范围是( B ) A.30～80kΩ B.3～8kΩ C.300～800Ω D.30～80Ω
A．R′=R
B．R′>R
C．R′<R
D．无法确定
若电源电动势有所下降，且内阻增大呢（ B ）
例9.把量程为3mA的电流表改装成欧姆表，其中 E=1.5V，改装结束后将原电流表3mA刻度处定为 零阻值位置，则2mA刻度处应标多少欧姆 1 mA 刻度处应标多少欧姆
Ig
R内
R内
500，
I
R内
Rx
，Rx
问题：如何知道欧姆表内阻是多少？
法一：内阻也叫中值电阻，看刻度盘中央即可
法二：I g
r Rg
R0
R内
，R内
Ig
问题：欧姆表的红表笔与黑表笔哪个接内部电源的正极， 哪个接内部电源的负极？ 答：红表笔接负极，黑表笔接正极（红进黑出）。
一.欧姆表改装
问题：欧姆表里面的电池用久后假设电动势不变，内阻
增大了，用欧姆表测量的电阻有什么影响？
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
指针式万用表欧姆档内部电路分析
测量电路用来把多种被测物理量转换成适合表头工作的直流电压或电流。
转换开关实现对不同测量电路的选择及同一物理量不同量程的切换，以适应多种测量的需要。
它的基本结构是由一只磁电系微安表头、若干附加的分流、分压电阻组成的测量电路及转换开关所组成。
指针式万用表是实验室中常用的测量仪器，也是电工维修人员的必备工具。
而它的欧姆档在实验和设备维修中使用频繁，用万用表的欧姆档测量待测电阻、探测黑箱子问题、进行电路故障分析也是高中物理的重要知识点之一。
了解万用表的内部电路结构对正确使用万用表，以及分析影响测量结果的因素也是非常重要的。
1 万用表欧姆档测量电阻的原理用万用表欧姆档测量电阻的依据是欧姆定律，其原理如图1所示。
图1 万用表欧姆档测量电阻的原理测量电路是由直流电源、电流表、限流电阻和被测电阻组成。
根据欧姆定律，被测电阻X R 为：0X g XER R R I =−−(1)其中：g R ——表头内阻； 0R ——限流电阻。
显然被测电阻X R 越大，线路电流X I 越小，线路电流X I 即可间接反映出被测电阻X R 的值。
电路中，限流电阻的作用是，当X R ＝0（测试端短路）在电路中，欧姆表的刻度盘具有反向、不均匀的刻度特性。
当X R ＝0时，指针满度；当X R 趋于无穷大时，指针零偏转；而X R 为从0到∞之间的任何值时，指针对应的刻度都包含在上述范围之内。
在电流接近零时，X R 的变化对X I 的影响较小，刻度盘上刻线比较密，分度值也比较大。
当被测电阻等于0g R R 和之和时，即0X g R R R =+时，由（1）（2）式可得，/2X g I I =，这时，表头指针恰好指在刻度盘中心位置，因而将此阻值称为中值电阻m R 。
显然，中值电阻越小，表盘右半部分的分度值就越小，因此使用欧姆表测量电阻时，主要用分度盘的右半部分和中心附近。
不失一般性，下面我们以R ×100、R ×10和R ×1的万用表的欧姆档为例分析其内部电路。
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V01．31 No．458 物理教学探讨第31卷总第458期!兰!璺：兰Q!!：丝：』竺旦翌坐竺!里皇塑堡!!!!兰皇!竖兰Q!兰±箜璺塑!圭±旦!
欧姆表内部电路结构和换挡原理的分析
江秀梅．刘大明
抚州市第一中学。
江西抚州344000
摘要：笔者认为人教版普通高中课程标准实验教科书中给出的多用电表的示意图存有错误。
文章分析了错误的原因以及教学中可能出现的不良后果．另一方面给出了正确的欧姆表简化模型示意图．并对在教学中有些教师提出的相关疑虑做出释疑。
最后指出：教材编写者和一线教师，有必要准确了解欧姆表的电路结构和理解其换挡原理，才能避免犯知识性错误和正确理解使用时的相关注意事项。
关键字：欧姆表；电路结构：换挡原理
中图分类号：G633．7 文献标识码：A 文章编号：1003—6148(2013)8(S)-0062-2
1 提出问题的背景但涉及欧姆表原理问题——特别是换挡原理问
欧姆表在高中物理实验教学中不是一个独题不甚明了，甚至出现严重谬误。
如果在教学要立的电学测量仪器，而是镶嵌在多用电表之中，求上采用避难就易、删繁就简的教学处理方式，是多用电表的重要功能之一。
由于多用电表欧姆尚可理解：那么教材编写上出现不切实际的简化档的电路结构和换挡原理较复杂．学生不易理模型，则有悖科学性的教学原则。
特此提出与同解，部分教师对此问题也有不少疑问。
例如，使用仁探讨。
欧姆档时务必隔离外电源以免烧坏表头。
但是， 2 教材简化模型的谬误分析
在换挡时经常出现指针偏转过大。
甚至听到“撞根据欧姆表的工作原理——闭合电路的欧击”的声音，为什么就不会烧坏表头呢?使用欧姆姆定律分析知．欧姆表的总内阻等于欧姆表刻度档时初设倍率应该是高倍率还是低倍率?欧姆档盘上标出的中值电阻。
并由此可推知，欧姆表倍的电路结构到底是怎样的? 等等。
率不同，对应的中值电阻也就不同。
同样以教科不仅学生和有些一线教师有疑问．教材编写书第66页图2．8—6(指针式多用电表)为例，选者似乎也在这里出现“模糊”之处。
人教版普通高择×1倍率，中值电阻为15Q；选择xlk倍率，中值中课程标准实验教科书《物理(选修3—1)》(2010 电阻则为15000Q。
年4月第3版)第65页图2．8—5给出了多用电不同倍率使用同一个表头，而且表头实际上表的示意图(图1)。
就是一个小量程的电流表。
使用欧姆档，如果两
表笔短接，指针应该指在满偏电流刻度处，设满
偏电流为詹。
采用图1所示的欧姆档的电路结
构，假设×l倍率的电源电动势为1．5V，那么xlk
倍率的电源电动势则为1．5x103V(原因是Ig=
1．5V／15Q=1500V／15000Q)。
因此．如果多用电表按照图1所示的结构制11111．5劐融嗤朋¨E嗣啊
造，那么存在众多不利之处：
图1人教版刊登的多用电表的示意图第一。
由于不同的倍率需要使用不同电动势仔细观察不难发现，图1表明：欧姆档的一的电源．这就势必扩大多用电表的容积，浪费原个倍率对应一个电源，不同的倍率有不同的电材料；生产出来的多用电表也不便携带和使用。
源．有多少个倍率就应该有多少个电源。
显然这第二，高倍率要求使用高电动势的直流电源。
是不切实际的。
从理论上分析也会得出惊人的谬然而，生产上千伏的直流电源，在技术上是非常误。
困难的。
实际上，因为很难在市场上购买到这样高中物理教学对多用电表的使用要求较高，的直流电源．必将导致多用电表使用若干次后而
第31卷总第458期物理教学探讨V01．31 No．458 2013年第8期(上半月) Journal of Physics Teaching (S)8．2013．63
无法再使用。
从图4可见，欧姆表由低倍率向高倍率转换第三，既是市场上有高电动势的电池供多用时。
所增大欧姆表的总内阻是通过变换并联阻值电表使用，那么使用时耗电量也太大，增加了多更大的电阻来实现的。
并不是通过串联更大电阻用电表的使用成本。
来实现的。
因此，不同倍率的档位可共用同一电在实际教学中．考虑到学生的接受能力。
教
源。
师可以规避一些难点而不求深入。
例如笔者简单
一般地，多用电表内置电源无需使用大电动指出：“实际的多用电表只有一个电源．而不是像
势的直流电源。
那么多用电表内部电源的最佳电教材中出现两个电源”。
不料，爱思考的学生问笔
动势是多少呢?这个电动势E由表头满偏电流瞎者，是不是如图2所示示意图?严格分析将知道，
图2所示的3和4作为欧姆档位，它们的倍率最和最高倍率的中值电阻R一来决定，即：E=lgRm。
考虑到调零电阻R。
具备保护电路的作用，内部终是一样的。
也就是说这种结构起不到换倍率的
作用。
电源的电动势可以略大于E。
只要保证内部电源
电动势略大于E，那么不管更换什么倍率的档
位。
短接时表头两端的电压在稳定值E’附近(假
定电源内阻忽略不计)。
即：
E
72—R—4+尘R正g+一Ro E。
损害表头的原因有二：其一，通过线圈的电
流过大，线圈安培力矩过大．导致指针碰撞时弯图2一种电路设计图折。
当表头两端电压稳定在E7附近，出厂方就应3 欧姆表电路结构之正确简化模型该保证指针不弯折，否则是劣品。
其二，当指针满
图3是教材中给出的单一倍率的欧姆表电偏(或超过满偏)后，指针不动的时间太长，导致路原理图。
图4是笔者根据多用电表的电路原理线圈产热过大而烧坏。
避免此情形下的损害，正
确的使用方法是，换挡时发现指针已经超过满
偏，则立即断开表笔短接。
因此，多用电表出厂
后，对内部电源(电动势、内阻等)是有规格要求
的。
只要内部电源符合规格，科学操作前提下使
用欧姆档时就无需担心更换倍率会损害表头问
题。
4 结论
宾
阿2Xt二蘸簿表|赶路高中物理教学对多用电表的使用要求较高，图3教材中的单1倍率的欧姆表电路原理图但并不要求学生理解欧姆档的电路结构和换挡
原理。
但是作为教材编写者和一线教师，有必要准
．■■_l
确了解欧姆表的电路结构和理解其换挡原理。
因
为：一方面可以避免在教学中犯知识性错误；另
一方面才能更好地理解多用电表使用时的相
关注意事项。
参考文献：
1●●●●●●●●-’)电[1】普通高中课程标准实验教科书《物理(选修3-1)》【M]．北
京：人民教育出版社．2012．
图4笔者简化的多倍率的欧姆表的电路原理图
(栏目编辑王柏庐)。