欧姆表倍率转换的原理 [欧姆表的倍率由什么决定]

　　 “练习使用多用电表”是高中的一个重要实验和常考实验，该实验的难点是欧姆表的正确使用和读数.考试中学生往往感到十分头疼，究其根本原因是学生没有真正搞清欧姆表的内部结构和工作原理.欧姆表中有“×1Ù”、“×10Ù”、“×100Ù”、“×1kÙ”不同倍率，但这些倍率由什么因素决定，在改变倍率时到底是在调节什么呢？这些让学生感到十分疑惑的问题，课本上也没有作解释.下面笔者对此谈谈几点看法：
　　方法一利用与“内接电源”并联电阻的方法，通过改变并联电阻来改变其倍率.
　　在使用欧姆表时，首先要调零，然后进行测量，则如图1、图2：
　　由于多用电表内只有一个表头，所有档位都共用一个表头，则Ig相同，Rg也相同.并且电磁式电表(表头)指针的偏转角度由其内电流的大小决定，则若让此次测量指针的偏转角度与选×1俚挡饬渴毕嗤 (即指针指在同一位置)，表头内内电流的大小也相同，但所测电阻应为上次的10倍.则有
　　由此可知，欧姆档的倍率由内接电源的电动势决定，即在调节欧姆表的倍率挡位时实际上是在调节内接电源的电动势.
　　但令学生疑惑的是万用电表内部只有两个电源，我们又如何做到有四个倍率换挡档位，电源的电动势在短时间内是恒定的呀？
　　由所学知识可知，当外电路断路时，电源的路端电压等于其电动势，多用电表内部就是通过将“内接电源”并联电阻来实现改变其电动势的.
　　如图3所示：虚线框内部为一个等效电源，则等效电源的电动势为外电路断路时的路端电压，其表达式为：
　　E′=ER+rR=E1+rR，
　　由表达式可知，电源并联的电阻越大，等效电源的电动势也越大.则在改变电动势的大小时实际是在改变与其并联的电阻.所以，在调节欧姆表的倍率档位时，是通过改变与电源并联的滑动变阻器R的大小来实现的.
　　方法二如图4所示，通过调节单刀双掷开关S到a、b进行换挡.
　　开关接a时，
　　调零：
　　Ig=Er+R+(Rb+Rg)RaRa+Rb+Rg×RaRa+Rb+Rg(1)
　　测量Rx：
　　I=Er+R+Rx+(Rb+Rg)RaRa+Rb+Rg×RaRa+Rb+Rg(2)
　　开关接b时，
　　调零：
　　Ig=Er+R′+(Rb+Rg)RaRa+Rb+Rg×Ra+RbRa+Rb+Rg(3)
　　测量Rx：
　　I′=Er+R′+Rx+(Rb+Rg)RaRa+Rb+Rg×Ra+RbRa+Rb+Rg(4)
　　解方程(1)、(2)、(3)、(4)得
　　1I-1Ig=Rx(Ra+Rb+Rg)ERa，
　　1I′-1Ig=Rx(Ra+Rb+Rg)E(Ra+Rb).
　　所以I≠I′，即表头的指针所指示的位置不同，但由于测量的是同一电阻Rx，则a、b是不同倍率的档位.又因为I′R
　　C.R′