伏安法測(cè)電阻是高中物理實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)重要內(nèi)容。在利用伏安法測(cè)電阻的兩種電路中,由于電流表和電壓表接入電路時(shí)不可視為理想情形(RA=0,RV=∞),因而不能同時(shí)準(zhǔn)確測(cè)出Rx兩端的電壓及流過的電流,不可避免的出現(xiàn)系統(tǒng)誤差。產(chǎn)生誤差的原因是什么?如何消除系統(tǒng)誤差?筆者針對(duì)誤差存在的原因,分別設(shè)計(jì)了一種新的測(cè)量電路,消除了伏安法測(cè)電阻中存在的系統(tǒng)誤差。
1 誤差分析
1.1 電流表內(nèi)接法(如圖1)
⑴誤差原因:電流表分壓。
⑵測(cè)量結(jié)果:Rx測(cè)偏大。
1.2 電流表外接法(如圖2)
⑴誤差原因:電壓表分流。
⑵測(cè)量結(jié)果:Rx測(cè)偏小。
2 誤差消除
2.1 電流表內(nèi)接法
⑴方法:差值法。
⑵電路設(shè)計(jì)(如圖3):
⑶操作步驟:
a.閉合開關(guān)S1,S2接2,調(diào)節(jié)RP和R′P,使電壓表和電流表的讀數(shù)盡可能大,讀出電流表和電壓表的讀數(shù)I2,U2。
b.保持RP不變,S2接1,調(diào)節(jié)R′P,使電壓表和電流表的讀數(shù)盡可能大,讀出電流表和電壓表的讀數(shù)I1,U1。
⑷數(shù)據(jù)處理:
U2=I2(Rx+RP+RA)U1=I1(RA+RP)Rx=U2I2-U1I1
2.2 電流表外接法
⑴方法:補(bǔ)償法。
⑵電路設(shè)計(jì)(如圖4):
⑶操作步驟:
a.調(diào)分壓器R1的滑動(dòng)端C點(diǎn)位置,使檢流計(jì)G中示數(shù)為零。
b.讀出電壓表、電流表的示數(shù)U,I。
⑷數(shù)據(jù)處理:
U即為Rx兩端的電壓,I即為流過Rx的電流。則Rx=UI。