伏安法測電阻的誤差分析及消除
2008-12-31 00:00:00王佃彬
物理教學探討 2008年22期
伏安法測電阻是高中物理實驗中的一個重要內容。在利用伏安法測電阻的兩種電路中，由于電流表和電壓表接入電路時不可視為理想情形（RA=0，RV=∞），因而不能同時準確測出Rx兩端的電壓及流過的電流，不可避免的出現系統誤差。產生誤差的原因是什么？如何消除系統誤差？筆者針對誤差存在的原因，分別設計了一種新的測量電路，消除了伏安法測電阻中存在的系統誤差。
1 誤差分析
1.1 電流表內接法（如圖1）
⑴誤差原因：電流表分壓。
⑵測量結果：Rx測偏大。
1.2 電流表外接法（如圖2）
⑴誤差原因：電壓表分流。
⑵測量結果：Rx測偏小。
2 誤差消除
2.1 電流表內接法
⑴方法：差值法。
⑵電路設計(如圖3)：
⑶操作步驟：
a.閉合開關S1，S2接2，調節RP和R′P，使電壓表和電流表的讀數盡可能大，讀出電流表和電壓表的讀數I2，U2。
b.保持RP不變，S2接1，調節R′P，使電壓表和電流表的讀數盡可能大，讀出電流表和電壓表的讀數I1，U1。
⑷數據處理：
U2=I2(Rx+RP+RA)U1=I1(RA+RP)Rx=U2I2-U1I1
2.2 電流表外接法
⑴方法：補償法。
⑵電路設計（如圖4）：
⑶操作步驟：
a.調分壓器R1的滑動端C點位置，使檢流計G中示數為零。
b.讀出電壓表、電流表的示數U，I。
⑷數據處理：
U即為Rx兩端的電壓，I即為流過Rx的電流。則Rx=UI。
