淺談伏安法測(cè)外阻實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)

張龍

中學(xué)物理中，直流電路的概念及計(jì)算在降低要求的情況下，在初中已有堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，略有躍遷的是全電路及電動(dòng)勢(shì)概念，但全電路體系嚴(yán)密，思路頗順，不足為慮。唯一使學(xué)生困惑的是直流電路設(shè)計(jì)，且在近幾年高考中所占比例有上升趨勢(shì)。為了使學(xué)生少走彎路，走出困惑，特對(duì)伏安法測(cè)外阻實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)發(fā)表一些看法，就教于同行。

筆者認(rèn)為，伏安法測(cè)外阻實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)考慮設(shè)計(jì)以下兩方面電路。

第一，伏特表、安培表的接法。常有以下兩種電路，如圖（1）（2），外接伏安法和內(nèi)接伏安法。不管采用何種電路，由于電表的接入，不可避免產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。設(shè)計(jì)怎樣的電路，才盡可能減少誤差呢？下面就圖（1）（2）應(yīng)用并聯(lián)分流，串聯(lián)分壓加以分析。

圖（1）中：R測(cè)=■，R真=■，因?yàn)镮>IR，所以R測(cè)

圖（2）中：R測(cè)=■，R真=■

因?yàn)閁>UR，所以R測(cè)>R真，為使測(cè)量值盡量接近真值，只能盡量減小UA，據(jù)串聯(lián)分壓，只能滿足RA≤RX。以上分析表明，伏特表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于待測(cè)電阻阻值，則應(yīng)設(shè)計(jì)使用外接伏安法電路。若安培表內(nèi)阻遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻阻值，則應(yīng)設(shè)計(jì)使用內(nèi)接伏安法電路。

第二，控制電路基本原件—滑動(dòng)變阻器的連接。常有以下兩種連接方式，如圖（3）（4）分壓式接法和限流式接法。圖（3）分壓式接法中，AB為供電電路輸出端。接線特點(diǎn)是電源與滑動(dòng)變阻器組成閉合電路，而被測(cè)電路與滑動(dòng)變阻器的一部分電阻并聯(lián)，該接法對(duì)被測(cè)電路的電壓調(diào)節(jié)范圍在不計(jì)電源內(nèi)阻情形下為：0～ε。圖（4）限流式接法中，AB為供電電路的輸出端。接線特點(diǎn)是電源、滑動(dòng)變阻器與待測(cè)電阻三者串聯(lián)。……