高中二年級物理電阻測量專題[一]人版知識精講(編輯修改稿)
2025-05-01 02:36 本頁面
【文章內容簡介】 與外接法很多同學在學了伏安法測電阻后，分不清什么時候采用內接法，什么時候采用外接法，僅是知道測大電阻用內接法，測小電阻用外接法，但在測量既不是很大也不是很小的電阻時，就不清楚采用哪種接法才能使測量的誤差最小。下面就來談談在伏安法測電阻時內接法與外接法的選擇。1. 誤差的產(chǎn)生原因伏安法測電阻是根據(jù)部分電路歐姆定律來進行測量的。它的測量值和真實值應該是：，即使是測量十分準確的電壓表和電流表，由于電壓表和電流表都有內阻，導致了電阻的測量值和真實值存在誤差。當選用外接法（a）時，電壓表與電阻并聯(lián)，電壓表的讀數(shù)就是電阻兩端的電壓，但電流表測量的是通過電阻和電壓表的總電流，因此測量值要小于真實值，實際上測量的電阻值是電壓表內電阻和電阻并聯(lián)的阻值。如果電阻的值遠小于電壓表的內阻，電壓表分去的電流很小，這時電流表測量的電流就接近于通過電阻的電流，所以外接法適合于測小電阻。當選用內接法（b）時，電流表與電阻串聯(lián)，電流表的讀數(shù)就是電阻的電流值，但電壓表測的是電阻和電流表的總電壓，所以測量值大于真實值，實際上測量的電阻值是電阻與電流表內電阻串聯(lián)的總電阻值。如果電阻的值遠大于電流表的內阻，電流表分去的電壓很小，這時電壓表測量的電壓就接近于電阻兩端的電壓，所以內接法適合于測大電阻。2. 系統(tǒng)的相對誤差由于外接法（a）測量的實際上是電阻和電壓表并聯(lián)的電阻，所以：相對誤差內接法（b）測量的實際是電阻與電流表的串聯(lián)電阻，所以：相對誤差當內、外接法相對誤差相等時，有，所以為臨界值。當（即為大電阻）時用內接法，當（即為小電阻）時用外接法，這樣所測的值誤差相對較小。當時，用內、外接法均可。3. 利用試觸法確定內、外接法當、大小都不知道時，可用試觸法確定內、外接法。如下圖所示的電路，空出電壓表的一個接線頭，用該接線頭分別試觸M、N兩點，觀察兩電表的示數(shù)變化情況，如果，說明電壓表內阻帶來的影響大，即電阻跟電壓表的電阻相差較小，屬于“大電阻”，應采用內接法，如果，說明電流表內阻帶來的影響大，即電阻跟電流表的電阻相差較小，屬于“小電阻”應采用外接法。4. 應用舉例例：有一未知的電阻，為較準確的測出其阻值，先后用如圖3（a）、（b）兩種電路進行測試，利用（a）測的數(shù)據(jù)為“、”，利用（b）測的數(shù)據(jù)為“、”，那么，該電阻測的較準確的數(shù)值及它比真實值偏大或偏小的情況是（ ）A. ，偏大 B. ，偏小 C. ，偏小 D. ，偏大圖3解析：比較（a）、（b）兩圖的電壓表讀數(shù)，可知電壓變化，電流的變化，可見，即電流變化明顯一些，可見電壓表內阻帶來的影響比電流表內阻帶來的影響大，即說明所測電阻是一個大電阻，故應采取電流表內接法，即（b）圖測量地較準確，此種解法測量值偏大，故D正確。（三）一道伏安法測電阻題的三種解法題目：用電流表（內阻約）和電壓表（內阻約）測量電阻R的阻值。分別將圖甲和圖乙兩種測量電路連到電路中，進行多次測量。按照圖甲所示的電路某次的測量情況：電流表的示數(shù)是，電壓表的示數(shù)是，按照圖乙所示電路某次測量情況，電流表的示數(shù)是，電壓表的示數(shù)是。比較這兩次測量結果，正確的是（ ）A. 電阻的真實值更接近，且大于B. 電阻的真實值更接近，且小于C. 電阻的真實值更接近，且大于D. 電阻的真實值更接近，且小于分析與解答：我們知道，伏安法測電阻有兩種接法，即電流表的內接法和電流表的外接法，若被測電阻R比電流表內阻大得多，則采用內接法誤差更小，若伏特表內阻比被測電阻R大得多，則采用外接法誤差更小，采用內接法測量值大于真實值，采用外接法測量值小于真實值，一般情況下，僅依據(jù)這些話還很難作出內外接法的選擇，還必須更深層次的考慮問題。對這道題，我們用三種解法來說明選用哪種測量法。一法：這道題，用甲圖內接法測出的電阻值為，用乙圖外接法測出的電阻值為，說明被測電阻R確定比較大，為左右，它與電流表內阻的關系為 ① ，解得：，即可以說明，R與電壓表內阻的關系為 ② ，解得：，說明不是遠遠大于R。綜合上述，本題測量電阻應采用電流表的內接法誤差更小，因此本題選B?？赡苡型瑢W會認為這種方法不妥，因為本身就不太可靠，那么我們可采用第二種方法。二法：依題意，由內接法改為外接法，電壓改變量為，電流強度改變量為，則，比較這兩個相對改變量可知，即
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