伏安法測電阻的教學研究

?【摘要】在伏安法測電阻的實驗中，外接法和內(nèi)接法，導致的誤差是不同的，為了盡量減小誤差，具體選擇內(nèi)接還是外接，得具體問題具體分析。

【關鍵詞】伏安法;內(nèi)接法;外接法;系統(tǒng)誤差

一、伏安法及其兩種接法的特點

用電壓表測出待測電阻兩端的電壓U，用電流表測出通過待測電阻的電流，然后利用公式 計算出待測電阻的阻值，這就是伏安法測電阻。

按照電流表與電壓表相對位置的不同，伏安法測電阻有兩種接線方法，一種是電流表在電壓表兩接線柱的外側，稱為外接法;另一種是電流表在電壓表兩接線柱的內(nèi)側，稱為內(nèi)接法，分別如圖1、圖2所示。

1.外接法的特點

在圖1中，電壓表測出的U確實是Rx兩端的電壓，但因為電壓表的分流，電流表測出的要比流過Rx的電流大，這樣根據(jù)計算出的阻值比真實值偏小。事實上，電壓表測出的U也是Rx與電壓表并聯(lián)整體的電壓，電流表測出的是通過Rx與電壓表并聯(lián)整體的電流，所以用得到的其實是Rx與電壓表的并聯(lián)電阻。假設電壓表的電阻為RV，則實際測量結果：

2.內(nèi)接法的特點

在圖2中，電流表測出的確實是通過Rx的電流，但因為電流表的分壓，電壓表測出的U要比Rx的兩端的電壓大，這樣根據(jù)計算出的阻值比真實值偏小。事實上，電流表測出的也是通過Rx與電流表串聯(lián)整體的電流，電壓表測出的是Rx與電流表串聯(lián)整體兩端的電壓，所以用得到的其實是Rx與電流表的并聯(lián)電阻。假設電流表的電阻為RA，則實際測量結果：

二、如何選擇外接法和內(nèi)接法

從上面的分析可以看出，若電壓表和電流表不能看作理想電表，測量結果存在系統(tǒng)誤差，外接法測量結果偏小，內(nèi)接法測量結果偏大。為了使測量結果盡量準確，具體應該選擇哪種接法呢？

那么，在用伏安法測電阻這個實驗中，為了減小或消除系統(tǒng)誤差，到底要選擇外接法還是內(nèi)接法呢？其實應該具體問題具體分析，下面就常見的幾種情況展開討論：

1.已經(jīng)知道的阻值大約為多少，要更準確的測出的阻值。

這時候便可根據(jù)已知的的“大約的阻值”，簡稱“約值”，再借助上面的⑤、⑥兩式進行判斷。把“約值”帶入，若⑤式成立，則選用外接法;若⑥式成立，則選用內(nèi)接法。

2.已經(jīng)知道了電壓表的內(nèi)阻，通常選用外接法。

根據(jù)前面①式可知，選用外接法測量時有，則，那么用⑦式去測量計算的值便可消除系統(tǒng)誤差。

3.已經(jīng)知道了電流表的內(nèi)阻，通常選用內(nèi)接法。

根據(jù)前面②式可知，選用內(nèi)接法測量時有，則，那么用⑧式去測量計算的值便可消除系統(tǒng)誤差。

參考文獻：

[1] 易德文，盛忠志. 伏安法測電阻時安培表采用內(nèi)、外接法的判定條件[J]. 大學物理，2004，23（6）：43- 45.

云南省昭通市第一中學 李維富