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某实验小组设计的欧姆表内部结构可简化成如图所示电路。已知电源电动势E=4.5V,内阻r=1.0Ω,电压表满偏电压为3V,内阻RV=3000Ω,滑动变阻器R最大阻值为9000Ω,A、B为两表笔，通过读取电压表V的电压值得到被测电阻的阻值。 (1)使用该欧姆表测电阻时，需要调节滑动变阻器使电压表V满偏，下列操作正确的是 A. 闭合开关S,两表笔间不接入任何电阻 B. 闭合开关S,将两表笔短接 (2)按照正确操作步骤测量某电阻阻值，电压表V指针指在1. 5V处，则电阻阻值为＿Ω。 (3)将电压表V刻度线改成电阻刻度线，电阻刻度线是 。（填“均匀”、“左疏右密”或“右疏左密”） (4)该欧姆表使用较长时间后，电源电动势减小，内阻变大，调节滑动变阻器仍能使电压表V满偏，导致测量值 真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）。
新款欧姆表，颠覆了传统，但没有颠覆原理。 传统欧姆表一般由三大件构成：电源、灵敏电流计、调零电阻。原理是闭合电路欧姆定律。应用原理进行欧姆调零，应用原理来找到电流计示数与被测电阻的函数关系。 本题别出心裁，电流表被电压表取代，目的还是要测电阻，怎测呢？原理又是什么？ 若思维就局限在传统的欧姆表上，碰到这个题，十有八九要拉倒了。 理解实验原理是破解实验题的大杀器。高中阶段，对于测电阻，概括一下也就是三种思路：欧姆定律、闭合电路欧姆定律、电阻定律。前两个常考，后一个好像不值得一考。 本题审题之后只要能确定原理还是闭合电路欧姆定律，基本就成功了。 第一步，怎调零，若还照传统欧姆表的老样子，用老办法解决新问题，就彻底栽了。一短接，电压表示数为零，与满偏对着干，肯定不行。即使不清楚原理，这一步也不能走歪了。根据选项，只能是断路，断路时电压表和滑动变阻器、电源内阻属于串联关系，分到自己的满偏电压就调零成功了。要达到这个目的，说明电源电动势的值必须要大于电压表的量程。 接下来是具体的测量，和传统欧姆表一样，找到电压表示数和被测电阻之间的函数关系就行，还是应用闭合电路欧姆定律找函数关系。
换表盘，有了表达式后就会发现，被测电阻无穷大时（两表笔断路，即“欧姆调零”时），电压表示数可以“调出”最大值，被测电阻为零时（两表笔短接），电压表示数为零。这样的话，被测电阻从零到无穷大，和电压表示数从零到最大值恰好形成了一种对应关系。 电阻刻度线是否均匀呢？被测电阻从零到无穷大，如何划分均匀呢？分多少等分？这就说明电压刻度线换成电阻刻度线后肯定没法均匀了。但疏密关系呢？上一问实际上已经给出了提示，电压表示数从零到半偏，对应的被测电阻从零到一个具体值，先不论这个具体值多大，但肯定是一个具体的值。电压值从半偏到满偏，对应的电阻值从一个具体的值到了无穷大。这不就说明右边电压值对应的电阻刻度肯定密吗？ 最后一问可以这样来思考，电源内阻变化肯定不影响测量结果，因为滑动变阻器能起到一个补偿作用。 关于偏大、偏小的问题。 电动势减小后，电压表的内阻还是保持不变的，调零成功后电压表内阻在调零电路中总电阻的占比是增大的。因为电动势变小了，而电压表的满偏电压是不变的，依靠自己的内阻分到同样大小的电压，在整个闭合回路中的电阻占比就得增大。 把调零后的电路等效为一个电源，可显示电动势的电源，调零时电压表的示数就是新电源的电动势，电压表内阻与“电源内阻及滑动变阻器的总阻值”的并联阻值为新电源的内阻。因调零时滑动变阻器的内阻减小，因此等效电源的内阻减小。 由上边两式化简得到的表达式，看作等效电源时的路端电压表达式。
测同样的电阻，新电动势没变，因为还可以调零，但内阻减小，因此同样的被测电阻所分电压就增大。所以偏大。 对于电表的认识，电压表和电流表可以认为是特殊电阻，特殊在能显示电压或电流的电阻，当然可以根据欧姆定律实现功能互换。但对于欧姆表，不论是传统的有电流计在内的三大件欧姆表，还是本题创新的“电压表式”欧姆表，都可以利用闭合电路欧姆定律中规中矩得出结论。 但若把欧姆表更本质的看作“特殊电源”，解决这类问题的思路就会快一点。 “电流表式”欧姆表可以看作可显示回路电流的电源，通过闭合电路欧姆定律可以把回路的电流值和外电路电阻（被测电阻）建立起函数关系。 “电压表式”欧姆表可以看作能显示路端电压的电源，同样利用闭合电路欧姆定律可以找出外电路和路端电压的函数关系。只不过这种情况下化简表达式比较复杂，真正动手化解一次之后，有了等效电源的思想，就会简单很多了。 |
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