高中物理教研論文伏安法測電阻的“內、外”接法的進一步辨析_第1頁
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文檔簡介

1、關于伏安法測電阻的“內、外”接法的進一步辨析伏安法測電阻是高中物理實驗的一種最常用的方法，也是高中學生最熟悉的實驗方法，同時也是高考的熱點。同學們都知道：在這個實驗中為了減少系統誤差，要選取合適的電路進行測量是非常重要的。測量電路分為兩種，即安培表內接（如圖1，相對于待測電阻，以下同）和安培表外接（如圖2，相對于待測電阻，以下同）。同學們還知道：在這個實驗中為了減少系統誤差，測量大電阻要選取安培表內接電路；測量小電阻要選取安培表外接電路。即：“大內小外”。但是，何謂“大電阻”？又何謂“小電阻”呢？其實，所謂“大電阻”和“小電阻”是要把待測電阻跟安培表的內阻及伏特表的內阻相比較才行。很多參考書都

2、是這樣說的：當即或時，算大電阻，應該選取安培表內接電路；當即或時，算小電阻，應該選取安培表外接電路；當即或時，兩種測量電路帶來的系統誤差相同，選取哪一個電路都可以。筆者認為這種說法值得商榷。首先，我們要明確選取合適的測量電路是為了減少系統誤差；其次，我們要明確兩種測量電路帶來系統誤差的原因是安培表的分壓和伏特表的分流；第三，我們要知道兩種測量電路帶來系統誤差的大小，再通過比較才能確定出合適的測量電路。以下是我的觀點：1、安培表內接法產生系統誤差的原因是安培表的分壓，由圖1可知，電阻的測量值實際上是待測電阻的真實值與安培表內阻之和，即：（1），這種接法帶來的系統誤差為（2）將（1）式帶入（2）式

3、得 （3）2、安培表外接法產生系統誤差的原因是伏特表的分流，由圖2可知，電阻的測量值實際上是待測電阻的真實值與伏特表內阻并聯的等效電阻，即： （4），這種接法帶來的系統誤差為 （5）將（4）式帶入（5）式得 （6）3、為了比較兩種接法帶來的系統誤差的大小可將（3）式與（6）式作差，得： 即： （7）由（7）式不難看出：當時0，即，這時應該采用安培表外接電路；當=時0，即，這時也應該采用安培表外接電路；而當時，與的大小關系就不能直接看出了。其實，這時存在三種可能：令，帶入（7）式得 （8）由方程（8）解得 由于不能是負值，則 也就是說：當時0，即，這時應該采用安培表外接電路；當時0，即，這時應該

4、采用安培表內接電路；當=時=0，即=，這時采用兩種電路的系統誤差大小相等，且一正一負，可以用兩種方法各測一次，再取平均值。還可以用函數圖像來討論：令（7）式等號右邊的分子用表示，則 （9）以為橫軸，以為縱軸建立平面直角坐標系，畫出-圖像如圖3所示，由圖3不難看出：當時，0，則0，即，這時應該采用安培表外接電路；當時，0，則0，即，這時應該采用安培表內接電路；當=時，=0，則=0，即=，這時采用兩種電路的系統誤差大小相等，且一正一負，可以用兩種方法各測一次，再取平均值。綜上所述，對“大內小外”的“大”和“小”，應該是比較與的大小，而不是比較與的大小。當然，由于 則，而且，實驗命題中所給的、一般都是大約值。所以，實際中還是可以用比較與的大小來確定“內接”或“外接”電路的。另外，如果命題中是給出的確定值，就

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