例談電流表應該內接還是外接

劉桂紅

(泗陽致遠中學 江蘇 宿遷 223700)

在利用伏安法測電阻的實驗中，若不知道被測電阻的大約值，一般采用試觸法.如圖1所示,連接電路時，只空出電壓表的一個接頭S，將S分別與a,b接觸，觀察電壓表和電流表的示數變化情況.若電壓表示數有顯著變化，說明電流表的分壓作用比較強，應選用外接法；若電流表示數有顯著變化，說明電壓表的分流作用比較強，應選用電流表內接法.

圖1

怎樣才算示數有顯著變化呢？判斷的依據是什么呢？筆者在教學中發現僅僅用這種籠統的說法是行不通的.明顯變化是比較ΔI與ΔU的大小，還是比較其相對變化量的大小？相對變化量是相對哪組數據變化量？查閱各種輔導資料，說法不一，而且還發現一些矛盾的結論.下面是筆者在教學中遇到的一些問題，與各位同行交流一下，希得到各位同行的批評指正.

【題目】如圖2，用電流表和電壓表測量電阻R的阻值，當按(a)圖相連時，電壓表的示數為2.30 V，電流表的示數為5.00 mA,當按(b)圖相連時，電壓表的示數為2.50 V，電流表的示數為4.60 mA.問要獲得較精確的測量結果，應選取電流表內接還是外接？ 被測量電阻的阻值是多少？

圖2

代入數據得

R=543 Ω

代入數據得

R=460 Ω

分析：第一種和第二種解法分別以測量的先后次序為依據，進行分析和解題，得出相反的結論.在試觸法的嘗試中，怎樣試觸是沒有先后次序的，我們不能因為先按照圖2(a)試觸就按照圖2(a)為依據；按照圖2(b)試觸就按照圖2(b)為依據，很顯然這是沒有任何科學依據的.同一個題目,解1和解2分別得出不同的結論，說明這兩種解法有問題.筆者和學生在探討過程中還發現了第三種解法.

錯解3：以兩次測量中的準確值為依據.由于電流表外接如圖2(a)，電流表測量的電流為電阻和電壓表的電流之和，而電壓表測量的只有電阻的電壓，所以，電壓值2.30 V是準確的；在圖2(b)中，電壓表測量的是電阻和電流表的電壓之和，電流表測量的只有電阻的電流，所以，電流值4.60 mA是準確的.可得

代入數據得

R=500 Ω

那么，到底該怎樣根據實驗數據判斷使用內接法還是外接法呢？筆者查閱相關資料后，終于得到一種合理的解法. 判斷電壓的變化時，以準確的電壓為依據，即用電壓的變化量與準確電壓的比值，得出由于電流表的分壓造成的電壓變化率多大；判斷電流的變化時，應該以準確的電流為依據，即用電流的變化量與準確電流的比值，得出由于電壓表的分流造成的電流變化率有多大，然后再將兩者比較，選出變化率比較小的,也就確定了究竟使用內接法還是外接法.

代入數據得

R=440 Ω