伏安法則電阻時(shí)無(wú)論電流表內(nèi)接還是外接都存在誤差,但誤差的來(lái)源不同,內(nèi)接時(shí)誤差來(lái)源于電流表的的分壓作用,外接時(shí)誤差來(lái)源于電壓表的分流作用。在這類問(wèn)題中為減小系統(tǒng)誤差,以便實(shí)驗(yàn)結(jié)果更接近真實(shí)值,我們就必須對(duì)電流表內(nèi)接和外接做出合適的選擇。本人認(rèn)為可依據(jù)以下幾種方法做出合理的選擇。
方法一:阻值比較法
將待測(cè)電阻的阻值(Rx)和電壓表內(nèi)阻 (RV)、電流表內(nèi)阻(RA)分別進(jìn)行比較:
1.若Rx< 2.若Rx>>RA應(yīng)用電流表內(nèi)接法 例1:已知電壓表內(nèi)阻RV=2.5KΩ,電流表內(nèi)阻RA=0.1Ω。用伏安法測(cè)電阻測(cè)未知電阻的阻值,若未知電阻的阻值約為0.5Ω時(shí),應(yīng)用電流表的 接法可提高精確度。 分析:為提高精確度可用阻值比較法判斷電流表內(nèi)接還是外接,由于RA>>RX,可快速判斷用電流表外接法。 方法二:臨界值計(jì)算法 在內(nèi)外接法相對(duì)誤差相等時(shí),有RA/RX=RX/RA,所以:RX=(RA< 1.當(dāng)RX>(即RX為大電阻)時(shí)用內(nèi)接法; 2.當(dāng)Rx<(即RX為小電阻)時(shí)用外接法; 3.當(dāng)Rx=時(shí)內(nèi)外接法均可。 如果RA與RV間的關(guān)系不是RV>>RA關(guān)系,則當(dāng): 1.RV/RX>RX/RA時(shí)用電流表外接法; 2.當(dāng)RV/RX 例2:已知電流表內(nèi)阻RV=5KΩ,電流表內(nèi)阻RA=1Ω,待測(cè)電阻阻值約為10Ω,用伏安法測(cè)待測(cè)電阻的阻值,應(yīng)用電流表的 接法可提高精確度。 分析:RV/RX=500 RX /RA=10 故RV/RX>RX/RA應(yīng)用電流表外接法。 方法三:試觸法 如圖所示,讓電壓表的一根接線p先與a點(diǎn)接觸,記下此時(shí)電壓表與電流表的示數(shù)為U1,I1,再讓p與b點(diǎn)接觸,再記下此時(shí)電壓表與電流表的示數(shù)為U2,I2。 1.若△U/U1>△I/I1,說(shuō)明電流表的分壓作用較為明顯,應(yīng)用電流表的外接法; 2.若△U/U1<△I/I1,說(shuō)明電壓表的分流作用較為明顯,應(yīng)用電流表的內(nèi)接法; 3.若△U/U1=△I/I1,則二種方法均可。 說(shuō)明:△U=-U1-U2- △I =-I1-I2- 例3:同學(xué)用伏安法則一個(gè)未知電阻的阻值,他先將電壓表接a點(diǎn),讀得電壓表與電流表的示數(shù)分別為U1=3.0V,I1=3.0mA,然后將電壓表接在b點(diǎn),讀得電壓表與電流表的示數(shù)分別為U2=2.9VI2=4.0mA如上圖所示:可知電壓表因接到 點(diǎn)誤差較小。 分析:△U=-U1-U2-=0.1v,△I=-I1-I2-=1.0Ma,△U/U1= 0.1/3=1/30,△I/I1=1/3△U/U1<△I/I1可知電壓表分流作用的明顯,應(yīng)用電流表的內(nèi)接法 只要理解了伏安法測(cè)電阻規(guī)律并加以靈活應(yīng)用,伏安法測(cè)電阻中電流表內(nèi)外接的選擇就變得簡(jiǎn)單了。 (作者單位:甘肅省蘭州市第三十四中學(xué))