多用电表欧姆档倍率切换原理
1问题的提出在人教版高中物理选修31第二章《恒定电流》第8节《多用电表原理》的教学中，遇到学生和部分老师提出如下问题“教材中的多量程多用电表示意中3、4是电阻档，是利用不同电源实现欧姆表档位调节作用的，而实验室中学生万用电表（JO411型）只有两节干电池一个电源，那欧姆表到底是如何实现倍率切换的呢？”（如图1）可以通过电流表量程扩大的方法计算并联电阻。如图5所示（虚线框内是改装后扩大了量程的电流表），把满偏电流为Ig的表头扩大量程为Ig1的量程计算并联电阻的方法是：表头与电阻R1共同分担需要改装后Ig1的电流，而表头最多只能承担Ig的电流，因此并联电阻R1必须承担Ig1Ig的电流，电阻R1与表头两边的电压相等，可得：（Ig1Ig）R1IgRg得：分别代入不同的Ig1，Ig2，Ig3，Ig4，计算并联电阻分别是：R1050Ω，R2503Ω，R35263Ω，R4100000Ω，这样就很方便；如果电源用15V，通过计算可知也是可行的。如果增加档位×10k，仍然用3V的电源，按照上述公式计算得出Ig5002mA，是满偏电流Ig01mA的15，无法满足实验要求；如果用15V的电源，电流Ig5001mA，同理可知
f这样不可行；如果用225V的电源，Ig50163mA，则可以满足实验要求；如果所有的档位都用225V的电源，选择×1档位时，Ig115A，放电电流太大，需要频繁地更换电池。综上所述：如果没有×10k档位，使用一个电源是切实可行的；如果增加×10k档位，则需要增加电池。通过以上分析，我们也可水到渠成地得出，如果从节能方面考虑，在不知被测电阻阻值的情况下，应该从×1k试起。4教材呈现方式原因分析与教学启示和建议在改变欧姆表倍率问题上，为什么人教版教材选修31课本中却只用第一种方式给学生呢？可能原因有两个。（1）采用第一种方式的路结构简单，也能很好地表示改变中值电阻（倍率大小）的方式。（2）学生刚接触电表的改装，如果把第二种方案也教给学生的话，欧姆表和安培表改装放在一起，会增加学生学习的难度。通过以上分析，给我们的教学启示和建议：欧姆表这一部分内容，高中物理主要是“欧姆表的改装原理、表盘刻度特点、操作读数”等方面的要求比较高，而对欧姆档的切换原理并不作要求。尽管如此，作为一名物理老师，必然是知其然更要知其所以然；也可以根据学生的情况，通过欧姆档的切换原理，培养学生用学过的知识解决物理问题的能力。还可以通过例题分析，让部分学有余力的学生进一步理解欧姆表倍率档r