1.欧姆表刻度的特点
(1)反向性,零电阻值处在电流满偏处,电阻无穷大处在电流零刻度处。
(2)非线性,I与Rₓ不是线性关系,故欧表的刻度不均匀越靠左,单位弧长所表示的电阻的变化量越大,估读时应意这个特点。
2.中值电阻及其应用
欧姆表内部结构
(1)欧调零后有Ig=E/(Rg r R),调零后除非换挡,否则Rg r+R不再改变,称为欧姆表内阻(如图甲)。若接入电阻Rₓ(如图乙),I=E/(R内 Rₓ)(其中R内=Rg+r+R)。如果Rₓ=R内,则I=Ig/2,指针正好指向表盘中央。所以表盘中央刻度处的阻值等于欧姆表的内阻,也叫中值电阻。读出中值电阻就可以确定欧姆表内阻。
(2)中值电阻与电池电动势的关系为R中=R内=E/Ig。
(3)电阻与测量电路中的电流的关系为I=E/(Rₓ+R内),若R内>>Rₓ,或Rₓ>>R内,Rₓ的变化只导致电流微弱变化,测量误差很大,因而只有Rₓ、R内相差不大时,R的变化才使电流有显著的变化。所以测量时,指针指在中央刻度附近(R内/5-5R内测量才较为精确,为此,应选择合适的倍率,使指针指在此范围内。选择某一倍率测电阻时,如果发现指针偏角太大(小)说明Rₓ较小(大),此时应换倍率较小(大)的挡并重新调零后再测量。
3.欧姆表的误差来源
(1)欧表的刻度不均匀,读数时误差较大。
(2)使用旧电池给测量带来误差
电池用久后,电动势减小,内阻则变大。虽然通过改变调零电阻仍可调零,但仍然会引起较大的测量误差。原因是:对新电池,
Ig=E/Rg R r①
Iₓ=E/(Rg R r Rₓ)②
由①②式得Rₓ=(1/Iₓ 1/Ig)E③
对旧电池,Ig=E′/(Rg R′ r′)④
Iₓ=E′/(Rg R′ r′ Rₓ′)⑤
由④⑤式得Rₓ′=(1/Iₓ 1/Ig)E′⑥
由③⑥式可知Rₓ′=E′Rₓ/E,即Rₓ′<Rₓ(因E>E',r<r′)。
可见,电池用久后会使测量值偏大,即将本应该为Rₓ′的阻值误测为Rₓ。主要原因是电池的电动势降低了,而不是电池内阻增大了。因此,电池用旧到一定的程度后必须更换的,否则会引起较大的测量误差。
(3)其他原因
引起欧姆表测电阻出现误差的常见原因还有:若测量值大,可能是表笔与电阻两端接触不紧而引入了接触电阻,或者在连续测量过程中,表笔接触时间过长,引起电表内电电动势下降,内阻增加;如果测量值偏小,则可能是并入人了体电阻。
【使用口诀】
使用电表要看清,机械调整应先行;
开关打到欧姆挡,估计阻值选倍率;
正负表笔相碰时,转动旋钮调好零;
接入待测电阻时,金属笔尖手莫碰;
从右向左读示数,阻值还需乘倍率;
每次换挡都调零,这条牢牢记心中;
用完拔出两表笔,选择开关空挡停。
,