“伏安法”測量電阻的電路分析及方法選擇

李鋒

【摘 要】伏安法測量電阻，是歐姆定律變換式的具體應用，是高中電學實驗的重點之一，通常有“外接法”和“內接法”兩種連接方式。由于使用的電源電壓、滑動變阻器、電壓表和電流表量程的不同，以及被測電阻數值的不同，對于同一個實驗而采用不同的連接方式，實驗誤差有著明顯的區別。在教學中，我們要根據實際情況，認真設計電路，合理選用方法，使實驗取得良好的效果。

【關鍵詞】伏安法 原因分析 內接法 外接法 電路選擇

電流表的內外接法是高中電學實驗中的一個重難點，是測電阻實驗電路的重點考查的知識點。在考試大綱中是Ⅱ級要求，縱觀近三年全國各省高考試題每年都在這個知識點上進行了考察，由此可見該知識的重要性。學生怎樣才能在高考中迅速做出正確的選擇呢？

筆者認為必須做到以下幾點：

一、掌握并會分析誤差產生的原因

在初中階段由于學生的認知水平有限，在使用電流表和電壓表時沒有讓學生考慮它們的內阻，認為它們的內阻為零和無窮大。但在高中階段，由于對實驗要求更高，培養學生嚴謹、科學的思想觀，就必須要從實際出發，必須考慮電流表和電壓表內阻對實驗結果的影響。

大家都知道，電流表是和待測電阻是串聯關系，由串聯電路可知，串聯分壓，即電流表會分去一部電壓；電壓表與待測電阻并聯如圖，由并聯電路可知，并聯分流，從而使待測電阻的電流和電壓不準確。

二、兩種電路存在誤差的分析

1. 電流表內接法

如圖1所示的電路叫電流表的內接法，由于電流表內阻的影響，流過待測電阻Rx的電流為IX，Rx兩端的電壓為UX；由串并聯電路可知IX=IA、UV=UI+UX即UX

2.電流表外接法

如圖2所示的電路叫電流表的外接法，由于電壓表與待測電阻Rx并聯，需要分的一部分電流，即電流表上的分流為待測電阻上的電流和流過電壓表上的電流之和，所以有IA=Ix+IV，因此Rx 測量值小于Rx 的真實值。由并聯電路特點可知，電流與電阻成反比，電阻越大所分電流就越小，因此要想使用電流表的外接法來測電阻并且減小誤差，那就必須滿足RV>>RX。

三、兩種電路的選擇

從上面的分析中我們可以看出，無論哪種電流都不能避免誤差。但是只要我們在測量時滿足它們各自的條件是可以減小誤差的，在實驗中我們常用以下方法來選擇：

1. 比較法

（1）若Rx較大，滿足Rx>>RA時，應采用內接法，因為這時電流表的分壓作用很微弱。

（2） 若Rx較小，滿足Rx<

2.比值法

當Rx的大小很難判定是滿足RX>>RA還是滿足RX<

時，選擇外接法，若<時，選擇內接法，若

時，兩種方法均可采用。

3. 試觸法

在RA、RV均不知的情況下可以采用試觸法來選擇電路，具體做法如下：接通電路，觀察先后兩次試觸時兩電表的示數變化情況，如果兩次電流表示數的變化比電壓表示數的變化明顯，說明電壓表分流作用明顯要用內接法；如果兩次電壓表示數的變化比電流表示數的變化明顯，即說明電流表分壓作用明顯需用外接法。

4. 經驗法

電流表內外接法在高考試驗考察中也是一個熱點，但大部分學生都丟分了，究其原因，就是在電表內外接法上出現了問題。他們對比較法和比例法沒能理解，比較的結果也常記不住，使用時也常常是張冠李戴，所以在高三復習時，我給學生這樣講：抓住Rx，它的大小是選擇內外接法的表尺，因為不管是哪種接法，都是用Rx阻值和電流表和電壓表的內阻進行比較，當Rx較小時如只有幾十歐時那肯定電流表就會分壓所以要采用電流表外接法；當Rx較大時如幾百歐～上千歐時，那肯定電壓表就會分流所以要采用電流表內接法。如果沒有具體大小時，如測的是燈泡、電池內阻或電阻絲的電阻時，由于這些物體的電阻一般都較小就采用電流表外接法。

【參考文獻】

[1]徐向榮. 高中物理實驗探究——電路的設計[J].中國現代教育裝備，2010（06）.

[2]白萬倉. 伏安法測電阻電路設計的一般程序[J].實驗教學與儀器，2009（01）.

[3]徐艷陽. 電阻測量4法[J]. 第二課堂（高中版），2007（07）.

【摘 要】伏安法測量電阻，是歐姆定律變換式的具體應用，是高中電學實驗的重點之一，通常有“外接法”和“內接法”兩種連接方式。由于使用的電源電壓、滑動變阻器、電壓表和電流表量程的不同，以及被測電阻數值的不同，對于同一個實驗而采用不同的連接方式，實驗誤差有著明顯的區別。在教學中，我們要根據實際情況，認真設計電路，合理選用方法，使實驗取得良好的效果。

【關鍵詞】伏安法 原因分析 內接法 外接法 電路選擇

電流表的內外接法是高中電學實驗中的一個重難點，是測電阻實驗電路的重點考查的知識點。在考試大綱中是Ⅱ級要求，縱觀近三年全國各省高考試題每年都在這個知識點上進行了考察，由此可見該知識的重要性。學生怎樣才能在高考中迅速做出正確的選擇呢？

筆者認為必須做到以下幾點：

一、掌握并會分析誤差產生的原因

在初中階段由于學生的認知水平有限，在使用電流表和電壓表時沒有讓學生考慮它們的內阻，認為它們的內阻為零和無窮大。但在高中階段，由于對實驗要求更高，培養學生嚴謹、科學的思想觀，就必須要從實際出發，必須考慮電流表和電壓表內阻對實驗結果的影響。

大家都知道，電流表是和待測電阻是串聯關系，由串聯電路可知，串聯分壓，即電流表會分去一部電壓；電壓表與待測電阻并聯如圖，由并聯電路可知，并聯分流，從而使待測電阻的電流和電壓不準確。

二、兩種電路存在誤差的分析

1. 電流表內接法

如圖1所示的電路叫電流表的內接法，由于電流表內阻的影響，流過待測電阻Rx的電流為IX，Rx兩端的電壓為UX；由串并聯電路可知IX=IA、UV=UI+UX即UX

2.電流表外接法

如圖2所示的電路叫電流表的外接法，由于電壓表與待測電阻Rx并聯，需要分的一部分電流，即電流表上的分流為待測電阻上的電流和流過電壓表上的電流之和，所以有IA=Ix+IV，因此Rx 測量值小于Rx 的真實值。由并聯電路特點可知，電流與電阻成反比，電阻越大所分電流就越小，因此要想使用電流表的外接法來測電阻并且減小誤差，那就必須滿足RV>>RX。

三、兩種電路的選擇

從上面的分析中我們可以看出，無論哪種電流都不能避免誤差。但是只要我們在測量時滿足它們各自的條件是可以減小誤差的，在實驗中我們常用以下方法來選擇：

1. 比較法

（1）若Rx較大，滿足Rx>>RA時，應采用內接法，因為這時電流表的分壓作用很微弱。

（2） 若Rx較小，滿足Rx<

2.比值法

當Rx的大小很難判定是滿足RX>>RA還是滿足RX<

時，選擇外接法，若<時，選擇內接法，若

時，兩種方法均可采用。

3. 試觸法

在RA、RV均不知的情況下可以采用試觸法來選擇電路，具體做法如下：接通電路，觀察先后兩次試觸時兩電表的示數變化情況，如果兩次電流表示數的變化比電壓表示數的變化明顯，說明電壓表分流作用明顯要用內接法；如果兩次電壓表示數的變化比電流表示數的變化明顯，即說明電流表分壓作用明顯需用外接法。

4. 經驗法

電流表內外接法在高考試驗考察中也是一個熱點，但大部分學生都丟分了，究其原因，就是在電表內外接法上出現了問題。他們對比較法和比例法沒能理解，比較的結果也常記不住，使用時也常常是張冠李戴，所以在高三復習時，我給學生這樣講：抓住Rx，它的大小是選擇內外接法的表尺，因為不管是哪種接法，都是用Rx阻值和電流表和電壓表的內阻進行比較，當Rx較小時如只有幾十歐時那肯定電流表就會分壓所以要采用電流表外接法；當Rx較大時如幾百歐～上千歐時，那肯定電壓表就會分流所以要采用電流表內接法。如果沒有具體大小時，如測的是燈泡、電池內阻或電阻絲的電阻時，由于這些物體的電阻一般都較小就采用電流表外接法。

【參考文獻】

[1]徐向榮. 高中物理實驗探究——電路的設計[J].中國現代教育裝備，2010（06）.

[2]白萬倉. 伏安法測電阻電路設計的一般程序[J].實驗教學與儀器，2009（01）.

[3]徐艷陽. 電阻測量4法[J]. 第二課堂（高中版），2007（07）.

【摘 要】伏安法測量電阻，是歐姆定律變換式的具體應用，是高中電學實驗的重點之一，通常有“外接法”和“內接法”兩種連接方式。由于使用的電源電壓、滑動變阻器、電壓表和電流表量程的不同，以及被測電阻數值的不同，對于同一個實驗而采用不同的連接方式，實驗誤差有著明顯的區別。在教學中，我們要根據實際情況，認真設計電路，合理選用方法，使實驗取得良好的效果。

【關鍵詞】伏安法 原因分析 內接法 外接法 電路選擇

電流表的內外接法是高中電學實驗中的一個重難點，是測電阻實驗電路的重點考查的知識點。在考試大綱中是Ⅱ級要求，縱觀近三年全國各省高考試題每年都在這個知識點上進行了考察，由此可見該知識的重要性。學生怎樣才能在高考中迅速做出正確的選擇呢？

筆者認為必須做到以下幾點：

一、掌握并會分析誤差產生的原因

在初中階段由于學生的認知水平有限，在使用電流表和電壓表時沒有讓學生考慮它們的內阻，認為它們的內阻為零和無窮大。但在高中階段，由于對實驗要求更高，培養學生嚴謹、科學的思想觀，就必須要從實際出發，必須考慮電流表和電壓表內阻對實驗結果的影響。

大家都知道，電流表是和待測電阻是串聯關系，由串聯電路可知，串聯分壓，即電流表會分去一部電壓；電壓表與待測電阻并聯如圖，由并聯電路可知，并聯分流，從而使待測電阻的電流和電壓不準確。

二、兩種電路存在誤差的分析

1. 電流表內接法

如圖1所示的電路叫電流表的內接法，由于電流表內阻的影響，流過待測電阻Rx的電流為IX，Rx兩端的電壓為UX；由串并聯電路可知IX=IA、UV=UI+UX即UX

2.電流表外接法

如圖2所示的電路叫電流表的外接法，由于電壓表與待測電阻Rx并聯，需要分的一部分電流，即電流表上的分流為待測電阻上的電流和流過電壓表上的電流之和，所以有IA=Ix+IV，因此Rx 測量值小于Rx 的真實值。由并聯電路特點可知，電流與電阻成反比，電阻越大所分電流就越小，因此要想使用電流表的外接法來測電阻并且減小誤差，那就必須滿足RV>>RX。

三、兩種電路的選擇

從上面的分析中我們可以看出，無論哪種電流都不能避免誤差。但是只要我們在測量時滿足它們各自的條件是可以減小誤差的，在實驗中我們常用以下方法來選擇：

1. 比較法

（1）若Rx較大，滿足Rx>>RA時，應采用內接法，因為這時電流表的分壓作用很微弱。

（2） 若Rx較小，滿足Rx<

2.比值法

當Rx的大小很難判定是滿足RX>>RA還是滿足RX<

時，選擇外接法，若<時，選擇內接法，若

時，兩種方法均可采用。

3. 試觸法

在RA、RV均不知的情況下可以采用試觸法來選擇電路，具體做法如下：接通電路，觀察先后兩次試觸時兩電表的示數變化情況，如果兩次電流表示數的變化比電壓表示數的變化明顯，說明電壓表分流作用明顯要用內接法；如果兩次電壓表示數的變化比電流表示數的變化明顯，即說明電流表分壓作用明顯需用外接法。

4. 經驗法

電流表內外接法在高考試驗考察中也是一個熱點，但大部分學生都丟分了，究其原因，就是在電表內外接法上出現了問題。他們對比較法和比例法沒能理解，比較的結果也常記不住，使用時也常常是張冠李戴，所以在高三復習時，我給學生這樣講：抓住Rx，它的大小是選擇內外接法的表尺，因為不管是哪種接法，都是用Rx阻值和電流表和電壓表的內阻進行比較，當Rx較小時如只有幾十歐時那肯定電流表就會分壓所以要采用電流表外接法；當Rx較大時如幾百歐～上千歐時，那肯定電壓表就會分流所以要采用電流表內接法。如果沒有具體大小時，如測的是燈泡、電池內阻或電阻絲的電阻時，由于這些物體的電阻一般都較小就采用電流表外接法。

【參考文獻】

[1]徐向榮. 高中物理實驗探究——電路的設計[J].中國現代教育裝備，2010（06）.

[2]白萬倉. 伏安法測電阻電路設計的一般程序[J].實驗教學與儀器，2009（01）.

[3]徐艷陽. 電阻測量4法[J]. 第二課堂（高中版），2007（07）.