淺析電流表內(nèi)外接法的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

卯明金

（云南省昭通市民族中學(xué)，云南 昭通）

一、電流表內(nèi)外接法的選擇

圖1

圖2

圖3

電流表內(nèi)接電路如圖1所示，電流表示數(shù)I為通過Rx的電流的真實(shí)值Ix（I=Ix），由于電流表分壓導(dǎo)致U>Ux，則=Rx，即測量結(jié)果偏大；電流表外接電路如圖2所示，電壓表示數(shù)U為Rx兩端電壓的真實(shí)值（U=Ux），由于電壓表分流導(dǎo)致I>Ix，則，即測量結(jié)果偏小。為了在一定程度上減小實(shí)驗(yàn)誤差，電路選擇有以下幾種方法：

1.已知待測電阻的估計(jì)值Rx

2.待測電阻Rx的估計(jì)值未知

若Rx的估計(jì)值未知，顯然不能再用上述方法進(jìn)行選擇，應(yīng)用“試觸法”進(jìn)行選擇。將電流表分別連接成如圖3所示的內(nèi)、外接電路，根據(jù)電流表和電壓表的示數(shù)變化量的大小選取合適的方法。內(nèi)接時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)用U和I表示，外接時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)用U1和I1表示，兩種方法中電壓表和電流表示數(shù)變化的絕對(duì)值用△U和△I表示。若，應(yīng)選擇外接法；反之，若，應(yīng)選擇內(nèi)接法。

3.已知電壓表或電流表的內(nèi)阻

若已知電壓表或電流表內(nèi)阻，可通過選擇合適的電路減小實(shí)驗(yàn)誤差。

（1）若已知電壓表內(nèi)阻RV，則經(jīng)過電壓表的電流此時(shí)應(yīng)采用外接法，待測電阻

（2）若已知電壓表內(nèi)阻RA，則應(yīng)選用內(nèi)接法，Rx+RA為電壓表和電流表的示數(shù)之比，即

二、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

在電表內(nèi)阻未知的情況下，如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)減小內(nèi)接、外接的實(shí)驗(yàn)誤差是很多教師和學(xué)生關(guān)注的問題，下面介紹幾種減小誤差的方法。

圖4

圖5

圖6

1.通過并聯(lián)定值電阻R0，減小實(shí)驗(yàn)誤差

如圖4所示，把滑動(dòng)變阻器的滑片移到最右端，斷開S1，閉合S，移動(dòng)滑片并記下此電表讀數(shù)為U1、I1。閉合開關(guān)S、S1，記下此時(shí)電表讀數(shù)為U2、I2，則，故Rx=

2.通過串聯(lián)定值電阻R0，減小實(shí)驗(yàn)誤差

如圖5所示，閉合開關(guān)S、S1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R到適當(dāng)位置，記下此時(shí)電表讀數(shù)為U1、I1。再斷開開關(guān)S1，記下此時(shí)電表讀數(shù)為U2、I2，則

3.應(yīng)用電橋改進(jìn)實(shí)驗(yàn)

如圖6所示電路，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)R1、R2，使靈敏電流計(jì)的示數(shù)為零，則電壓表和電流表的示數(shù)均為Rx的電壓和電流，

三、對(duì)其他實(shí)驗(yàn)的思考

圖7

圖8

圖9

測電源電動(dòng)勢及內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)的常見電路圖如圖7、圖8所示，可根據(jù)實(shí)際情況選擇圖7或圖8的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。但兩種方法都存在系統(tǒng)誤差，在不知道電表內(nèi)阻的情況下可利用電橋的知識(shí)減小實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖9所示。閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)R1、R2，使靈敏電流計(jì)的示數(shù)為零，由閉合電路歐姆定律可得U1+U2=E-（I1+I2）r，多次改變R1的接入電路的阻值，并調(diào)節(jié)R2重復(fù)實(shí)驗(yàn)。利用多組測量數(shù)可測電源電動(dòng)勢機(jī)內(nèi)阻。