欧姆表有几个电源？

河南省信阳高级中学 陈庆威   2022.11.10

    如图1是高中物理人教旧版给出的多用电表的内部结构图，其中接3和4都是欧姆挡位，即一个挡位对应一个电源，我们平时用到的欧姆表有×1、×10、×100、×1k挡4个不同挡位，按教材原理图的设计就应该对应4个电源。

图1

   因为只有一个表头，由Ig=E/R_内（其中，Ig为表头满偏电流，E电源电动势，R_内为表笔短接时闭合电路的总电阻），R_内=R_中，因Ig不变，当把欧姆表挡位从×1、调到×1k挡时，即欧姆表的R_内增加至1000倍，这个时候再进行欧姆调零，必定有E´=1000E，R_内´=1000R_内。假定E=1.5V，那么E´=1500V，在中学实验中是不可能出现如此大电压的直流电源的。显然教材中关于欧姆表的内部电路设计与实际情况不符。

图2

   亲身接触过多用电表的同学应该知道，实际的多用电表内部一般只有一个电源，那么欧姆挡又是如何通过一个电源和一个表头实现多个挡位的电阻测量的呢？是不是像如图2那样设计，3、4挡位共用一个电源就可以实现两个不同挡位的电阻测量呢？我们由Ig=E/R_内发现，表头和电源不变，即Ig和E均没有变化，要想进行欧姆表调零，即让表头指针达到满偏，R_内就不能变，它们的倍率最终是一样的，也就是说这种结构起不到调换倍率的作用。

   那么，人们又是如何做到用一个电源和一个表头实现多挡调节的呢？下面我们通过一道高考真题和两道创新设计的题目来学习三种不同的设计方案。