1、欧姆调零在欧姆表原理中的根本性地位 欧姆表原理及其操作,在大部分学生那里是难以理解和记忆的,究其根本,是因为老师们在教学过程中对欧姆调零的重视和讲解不够,也没有引起学生对欧姆调零的足够重视,以至于对欧姆表原理一知半解。笔者在此特意提醒各位老师和学生,欧姆调零理解到位了,才能理解欧姆表原理及其操作,也才能应付欧姆表原理相关试题! 一、欧姆表的基本结构和设计理论依据 电阻测量,必然用包含了电阻的理论公式,高中物理包含电阻的主要是两个欧姆定律和热功率;欧姆表就是以闭合电路欧姆定律为基础来测量电阻的,因此,它需 要自带一个电源和一个电流表(或者电压表),如右图所示是高中物理着重介绍的欧姆表的结构,其原
2、理方程为: xRREI 内,其中 gR r R R 内 由该方程可以看出, Rx越大, I 越小。 二、欧姆调零,及欧姆调零基础上的表盘结构 1、欧姆调零: 红黑表笔短接( 0xR ),调节欧姆调零旋钮 R,使得表头满偏,即通 过表头电流为 Ig,则有: g EI R 内可知,欧姆表内阻为gER I内 ,当 E、 Ig取不同的值时, R 内 就不同。 2、表盘结构: 断开红黑表笔,指针回到左侧零刻线,将红黑表笔接触待测电阻 xR 两端,则有:xRREI 内,易 知: 当 内RRx 时, g2II ,即表头指针半偏(指在中央刻度)。因此欧姆表的中值电阻就是其内阻: 内中 RR ; 当 3xRR
3、内 时, g4II ,当 13xRR 内时, g34II 在欧姆调零的前提下,欧姆表的表盘结构如右图最上面那条刻线所示。 三、多档位欧姆表的结构和操作 1、多档位欧姆表的结构: 由前述分析可知,无论内置电源的电动势 E 和电流表的满偏电流 Ig具体取值是多少, 只要经过了欧姆调零,使得g EI R 内成立,欧姆表表盘就有相同的结 构 。 欧姆表的内阻的值不同,则指针指在中央刻度时欧姆表的示数就不同,即档位不同 ,因此,多档位欧姆表,不过就是欧姆表的内阻可以调节成不同的值,而要调整欧姆表内阻,由欧姆调零时有gER I内 可知,可以换内置电源的电动势 EG 红 黑 E, r Rg R Rx 或者换
4、电流表的满偏电流 Ig。右图是一种调整 E、 Ig 的方案。此时的 Ig不是指通过表头的电流,而是虚线框内改装后的电流表的满偏电流 I0,即0ER I内 。当 E、 I0 的取值不同,可使欧姆表内阻取 15、 150、 1500、 15k,换挡(换内阻)并进行欧姆调零之后,若要共用同一表盘刻度,则要在直接读数(比如 15)基础上乘以倍率 1、 10、100、 1k。 2、欧姆表测电阻的操作步骤: ( 1)换挡:测量电阻之前,为了使读数误差小,欧姆表指针应指到中间区域的刻度,也就是选择合适的档位 换挡。 ( 2)欧姆调零:而换档之后要共用表盘,就必须重新进行欧姆调零,使得0 EI R 内成立,此时0ER I内 。 ( 3)测量读数: 将待测元件断开与电路连接后,接在两表笔之间,读取表盘示数,乘以相应倍率,即为电阻的测量值。 G红 黑E, rRgRRxR1 R2 R3 R4