伏安法則電阻時無論電流表內接還是外接都存在誤差,但誤差的來源不同,內接時誤差來源于電流表的的分壓作用,外接時誤差來源于電壓表的分流作用。在這類問題中為減小系統(tǒng)誤差,以便實驗結果更接近真實值,我們就必須對電流表內接和外接做出合適的選擇。本人認為可依據以下幾種方法做出合理的選擇。
方法一:阻值比較法
將待測電阻的阻值(Rx)和電壓表內阻 (RV)、電流表內阻(RA)分別進行比較:
1.若Rx< 2.若Rx>>RA應用電流表內接法 例1:已知電壓表內阻RV=2.5KΩ,電流表內阻RA=0.1Ω。用伏安法測電阻測未知電阻的阻值,若未知電阻的阻值約為0.5Ω時,應用電流表的 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:臨界值計算法 在內外接法相對誤差相等時,有RA/RX=RX/RA,所以:RX=(RA< 1.當RX>(即RX為大電阻)時用內接法; 2.當Rx<(即RX為小電阻)時用外接法; 3.當Rx=時內外接法均可。 如果RA與RV間的關系不是RV>>RA關系,則當: 1.RV/RX>RX/RA時用電流表外接法; 2.當RV/RX 例2:已知電流表內阻RV=5KΩ,電流表內阻RA=1Ω,待測電阻阻值約為10Ω,用伏安法測待測電阻的阻值,應用電流表的 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點接觸,記下此時電壓表與電流表的示數為U1,I1,再讓p與b點接觸,再記下此時電壓表與電流表的示數為U2,I2。 1.若△U/U1>△I/I1,說明電流表的分壓作用較為明顯,應用電流表的外接法; 2.若△U/U1<△I/I1,說明電壓表的分流作用較為明顯,應用電流表的內接法; 3.若△U/U1=△I/I1,則二種方法均可。 說明:△U=-U1-U2- △I =-I1-I2- 例3:同學用伏安法則一個未知電阻的阻值,他先將電壓表接a點,讀得電壓表與電流表的示數分別為U1=3.0V,I1=3.0mA,然后將電壓表接在b點,讀得電壓表與電流表的示數分別為U2=2.9VI2=4.0mA如上圖所示:可知電壓表因接到 點誤差較小。 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,應用電流表的內接法 只要理解了伏安法測電阻規(guī)律并加以靈活應用,伏安法測電阻中電流表內外接的選擇就變得簡單了。 (作者單位:甘肅省蘭州市第三十四中學)