欧姆表的原理
【知识梳理】
一、欧姆表的构造及原理(欧姆表的改装)
1.情景:如图电路中电源的电动势E=1.5V,内阻r=0.5Ω,电流表满偏电流Ig=10mA,电流表的电阻Rg=7.5Ω,A、B为接线柱。 (1)用一条导线把A、B直接连起来,此时应把R调节为多少,才能使电流表恰好达到满偏电流?
Ig= 解得R=142Ω
纤维腺瘤
(2)调至满偏后保持R不变,在A、B间接接入一个150Ω的定值电阻R0,电流表指针指着多少刻度的位置?
I= 解得I=5mA
(3)如果把任意电阻Rx接在A、B间,电流表读数I与Rx的值有什么关系?
I= 解得Rx=―Rg+R+r=―150Ω
总结分析:当红、黑表笔之间接有未知电阻Rx时,有I=,即Rx=―Rg+R+r。故每一个未知电阻Rx都对应一个电流值I。我们将刻度盘上电流的刻度换成所对应的Rx的值,这样就改装成一个测量电阻的仪器了。 2.欧姆表改装
(1)构造:欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成。欧姆表内部电阻R内=Rg+R+r,外部接被测电阻Rx,全电路总电阻R总=Rg+R+r+Rx=R内+Rx。 (2)改装说明:
①红、黑表笔短接(被测电阻Rx=0)时,调节调零电阻R,使电流表指针达到满偏,有I=Ig=,这一过程叫富士j25欧姆调零。满偏电流Ig处可标电阻大小为“0”。(图甲)
②红、黑表笔断开(mlatRx→∞)时,指针不偏转,有I=0。可以在I=0处标电阻大小为“∞”。(图乙)
③当Rx=Rg+R+r时,指针偏转到表盘中间,有I=,此时Rx等于欧姆表的内阻值R内,称为中值电阻。 ④但是由于I与声乐艺术心理学R是新八项注意非线性关系,虽然表盘上电流刻度是均匀的,但对应的电阻刻度却是不均匀的,且越靠近“∞”越密。
二、多用电表档位电路示意图
如图所示,多用电表是由一只小量程的电流表与若干元件组成的,每进行一种测量时,只使用其中一部分电路,其他部分不起作用。
(1)当S接通1或2时,表头与电阻并联,所以1、2为电流挡,由于并联阻值的大小不同,量程也不同,1的量程较大。
(2)当S接通3或4时,接通内部电源,此时为欧姆挡,4的倍率比3的倍率高。
(3)当S接通5或6时,表头与电阻串联,此时为电压挡,由于串联的阻值不同,6的量程比5的量程大。
【巩固训练】
1.如图是一个多用表欧姆挡内部电路示意图。电流表满偏电流0.5 mA、内阻10 Ω;电池电动势1.5 V、内阻1 Ω;变阻器R0阻值0~5 000 Ω。
(1)该欧姆表的刻度值是按电池电动势为1.5 V刻度的,当电池的电动势下降到1.45 V、内阻增大到4 Ω时仍可调零。调零后R0阻值将变________(选填“大”或“小”);若测得某电阻阻值为300 Ω,则这个电阻的真实值是________ Ω。
(2)该欧姆表换了一个电动势为1.5 V,内阻为10 Ω的电池,调零后测量某电阻的阻值,其测量结果________(选填“偏大”“偏小”或“准确”)。
[解析] (1)由闭合电路欧姆定律:Ig=得:R0=-Rg-r,因为式中E变小,r变大,故R0将减小;因为该欧姆表的刻度是按电池电动势为E=1.5 V刻度的。测得某电阻阻值为300 Ω时,电流表中的电流I=,其中RΩ=,当电池电动势下降到E′=1.45 V时,此时欧姆表的内阻R′Ω=,由闭合电路的欧姆定律得I福建江夏学院学报=,解得真实值R′=290 Ω。
(2)该欧姆表换了一个电动势为1.5 V,内阻为10 Ω的电池,调零后测量某电阻的阻值的测量结果准确,因为电源的内阻的变化,可以通过调零电阻的阻值的变化来抵消。