婁宇來

摘 要：伏安法測電阻是中學(xué)物理中的一個(gè)重要知識點(diǎn)，在中學(xué)階段常用的伏安法測電阻主要有兩種接法，即電流表內(nèi)接法（內(nèi)接法）和電流表外接法（外接法），本文簡要介紹簡單而又方便的記憶方法。

關(guān)鍵詞：伏安法；測電阻；內(nèi)接法；外接法；記憶

中圖分類號：G640 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1002-7661（2014）06-184-01

伏安法測電阻是中學(xué)物理中的一個(gè)重要知識點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)中，由于電壓表和電流表內(nèi)阻的影響，測出的結(jié)果有一定的誤差。在中學(xué)階段常用的伏安法測電阻主要有兩種接法，即電流表內(nèi)接法（內(nèi)接法）和電流表外接法（外接法）。在什么情況下選擇這兩種接法，它們各自測出的值與它們的真實(shí)值有什么關(guān)系呢？怎樣簡單而又方便記憶呢？下面我就談?wù)剛€(gè)人的觀點(diǎn)，僅供參考。

一、分析

1、法的誤差析：

電流表外接法，如圖一。

Rx測=U/I Rx真=Ux/Ix

而U=Ux I=Ix+IV

若Rx<>Iv，故Rx測量值就越接近Rx的真實(shí)值，所以當(dāng)待測電阻為小電阻時(shí)，我們應(yīng)該采用外接法誤差較小。且此時(shí)Rx的測量值小于Rx的真實(shí)值。這就是所說的“小外”即“校外”的含義。

2、內(nèi)接法的誤差分析：

電流表內(nèi)接法，如圖二。

Rx測=U/I Rx真=Ux/Ix

而 I=Ix U=Ux+UA

若Rx>>RA， 則Rx為大電阻，此刻Ux>>UA，故Rx測量值就越接近Rx的真實(shí)值，所以當(dāng)待測電阻為大電阻時(shí)，我們應(yīng)該采用內(nèi)接法誤差較小。且此時(shí)Rx的測量值大于Rx的真實(shí)值。這就是所說的“大內(nèi)”即“打雷”的含義。

綜上所述，“校外打雷”的含義應(yīng)該理解為：待測電阻為小電阻，采用外接法，誤差較小，Rx的測量值小于Rx的真實(shí)值。待測電阻為大電阻，采用內(nèi)接法，誤差較小，Rx的測量值大于Rx的真實(shí)值。

如何判斷待測電阻為大電阻，還是小電阻呢？

二、判斷方法：

類型一、（定性比較法）

用RA和RV分別來表示電流表與電壓表的內(nèi)阻，當(dāng)RX>>RA，RX≈RV，電流表的分壓作用小，即Rx與Rv較接近（或者Rx>>RA），則為大電阻，選用內(nèi)接法；當(dāng)RX<

類型二、（定量比較法）

用Rx與 的大小來判斷，當(dāng)Rx>RARV，電流表分壓作用小，則為大電阻， 選用內(nèi)接法。當(dāng)Rx< ，電壓表分流作用小，則為小電阻，選用外接法。當(dāng) = 時(shí)，電流表分壓作用和電壓表分流作用相差不大，兩種方法均可。

類型三、（試觸法）

如圖三，開關(guān)S由位置1換接到位置2或者由位置2換接到位置1，若電流表變化顯著，則說明Rx與Rv較接近，則為大電阻，選內(nèi)接法。若電壓表變化顯著，則說明Rx與RA較接近，則為小電阻，選外接法。

三、典型例題：

例題1某同學(xué)用伏安法測一個(gè)未知電阻的阻值，他先將電壓表接在a點(diǎn)，讀得兩表示數(shù)分別為U1=3.0 V，I1=3.0 mA，然后將電壓表改接在b點(diǎn)，讀得兩表示數(shù)分別為U2=2.9 V，I2=4.0 mA，如圖所示，由此可知電壓表應(yīng)接到_______點(diǎn)誤差較小，測得Rx值應(yīng)為____Ω.這個(gè)值比被測電阻的真實(shí)值相比會 （填“偏大”或“偏小”）。

例題解析：兩種接法中兩表示數(shù)變化分別為：

電壓表ΔU=U1-U2=（3.0-2.9 ）V=0.1 V，變化率為ΔUU1=130，電流表ΔI=I2-I1=（4.0-3.0 ）mA=1.0 mA，變化率為ΔII1=13。很明顯，電流表示數(shù)變化較電壓表示數(shù)變化大，則為大電阻。為了減小誤差，利用上述方法總結(jié)的“校外打雷”，應(yīng)采用電流表內(nèi)接法，即電壓表應(yīng)接到a點(diǎn)，當(dāng)電壓表接a點(diǎn)時(shí)，Rx=U1I1=1000Ω。由于采用的是電流表的內(nèi)接法，同樣根據(jù)“校外打雷”的方法，內(nèi)接法的誤差會偏大，即測量值大于真實(shí)值。

例題2.電流表的內(nèi)阻約為0.1Ω，電壓表的內(nèi)阻約為10kΩ，若待測電阻約為5Ω，用伏安法測其電阻，應(yīng)采用電流表 接法，若待測電阻約為500Ω，用伏安法測其電阻，應(yīng)采用電流表 接法。

例題解析：R0= =10 Ω，當(dāng)待測電阻R=5Ω時(shí)，小于R0，根據(jù)“校外打雷”，應(yīng)選用電流表的外接法。當(dāng)待測電阻R=500Ω時(shí)，大于R0，根據(jù)“校外打雷”，應(yīng)選用電流表的內(nèi)接法。

總之，我認(rèn)為通過以上的方法就可以正確的完成伏安法測電阻的內(nèi)外接法的選擇，而解決該實(shí)驗(yàn)。