關於伏安法測電阻之我見

論文類別:理學論文 > 物理學論文
論文作者: 吳秀青
上傳時間:2012/10/31 9:42:00

   “伏安法測電阻”中電流表的兩種接法,在高中物理新教材中雖然講述不多,只在習題中出現,可它非常重要。它不僅包含了歐姆定律和電路連接等知識,還有利于培養學生實驗系統誤差分析的能力。學生對這部分知識往往感到原理簡单易懂,但做題時常常顧此失彼,原因是對知識沒有理解透徹,對方法沒有及時整理和小結。我結合自己的教學實踐,针對學生的問題,現分析总結如下:
    首先,要明確系統誤差。
    要理解兩種接法中的測量值究竟是哪部分電路的阻值。有人會說:當然是待測電阻的阻值。實際上,那是把“電壓表看成斷路、電流表看成短路”理想情况下的結果。而電壓表電阻不是无窮大,電流表內阻不是零,正因為這樣,兩種接法才會造成誤差。如下圖所示:
     关于伏安法测电阻之我见
    圖甲是電流表外接法,由於電壓表的分流作用,電流表的讀數就是電壓表和待測電阻並聯電路的總電流,當然電壓表的讀數是電壓表和待測電阻並聯电路的電壓,所以外接法測量值是電壓表和待測電阻并聯總電阻,即R測=RV并Rx。顯然,當Rx<<RV時,誤差較小。
    圖乙是電流表內接法,由於電流表的分壓作用,電壓表的讀數就是電流表和待測電阻串联電路的總電壓,當然電流表的讀數是電流表和待测電阻串聯電路的電流,所以内接法測量值是電壓表和待測電阻串聯總電阻,即R測=RA串Rx。顯然,當Rx>>RA時,誤差較小。
    其次,在不同情況下,選擇合適的接法以減小系統誤差。
    (1)器材若是一只電壓表、一只电流表,而且待測電阻和電表内阻都知大概數值情況下,則選擇合适接法,以減小系統誤差。如果Rx<<RV,用外接法;如果Rx>>RA,用內接法。
    (2)器材若是一只電壓表、一只電流表,但待測電阻和電表内阻都不知大概數值情况下,則可用試觸法,即先後用兩種接法。如果電流表讀数變化不明顯,則說明電壓表的分流作用引起誤差較小,則宜用外接法;如果電压表讀數變化不明顯,則说明電流表的分壓作用引起誤差較小,則宜用內接法。
    (3)器材若是一只電壓表、一只電流表,且一只電表內阻已知情況下,不妨用(1)中方法,因為可以消除系統誤差。如果已知電壓表內阻,在外接法中所求電阻為RV並Rx,则可求出準確的Rx,即電壓表的分流作用引起的誤差可消除,所以選用外接法;如果已知電流表內阻,在內接法中所求電阻為RA串Rx,則可求出準確的Rx,即電流表的分壓作用引起的誤差可消除,所以選用內接法。
    (4)器材若是兩只電压表或兩只電流表,且一只电表內阻已知準確值,則該表可當作另外一只表。如給兩只电壓表,則內阻已知的电壓表的讀數除以其內阻,即為通過它的電流,所以它可當電流表用;如給兩只電流表,则內阻已知的電流表的讀數乘以其內阻,即為它兩端的電壓,所以它可當電壓表用,所以選擇電流表內外接法同(3)。 轉貼于 免費論文下載中心 http://www.hi138.com
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