前言:中文期刊网精心挑选了电压表内阻范文供你参考和学习,希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感,欢迎阅读。
电压表内阻范文1
1伏安法测电阻的基本电路
伏安法测电阻的思路是,用电压表测出接入电路中未知电阻两端的电压,同时测出流经未知电阻的电流,就可以用部分电路欧姆定律求出未知电阻的阻值,R=U/I,测量电路图如下:图1为电流表内接法,图2为电流表外接法.确定测量电路是内接法还是外接法方法有两种:
(1)用比值法来确定电流表是内接还是外接.
当 RVRx
当 RVRx>RxRA时,电流表要外接.
(2)试触法来确定电流表是内接还是外接.
当电压表接A点测得的电压和电流值分别为UA、IA, 接B点测得的电压和电流值分别为UB、IB.
如果 UB-UAUA>IA-IBIB时,接A,
UB-UAUA
例1用伏安法测量定值电阻的阻值,备用器材如下:
待测电阻Rx (阻值约为25 kΩ)
电流表A1 (量程 100 μA,内阻约为 2 kΩ)
电流表A2 (量程 500 μA,内阻约为 300 Ω)
电压表V1 (量程 10 V,内阻约为 100 kΩ)
电压表V2 (量程 50 V,内阻约为 500 kΩ)
电源E (电动势15 V,允许通过的最大电流 1 A)
滑动变阻器R (最大阻值 1 kΩ)
电键S,导线若干
为了尽量减小实验误差,电流表、电压表应选哪一个,采用电流表内接法还是外接法?
解析器材选择
从减小电表读数引起的偶然误差的角度考虑,两电表及电表与电源间的配置要合理.注意到电源电动势不到电压表V2的量程1/3,获得的读数相对误差较大.而跟电压表V1的量程较接近,所以选用V1较恰当;此时通过电流表的最大电流
Im=UmRx=102.5×104=400 μA,
因此,电流表A2与V1配置较好.
又因为待测电阻与电流表内阻之比远大于电压表内阻与待测电阻之比,即25×10330010025×103,所以测量电路应选内接法.
2延伸一:伏安法测电流表内阻
(1)伏安法测电流表内阻基本电路
当用伏安法测电流表内阻时,就不需要电流表了,因被测电流表可以读出流经自身的电流的大小,其测量电路图如图4所示.RA=U/I.
(2)伏安法测电流表内阻延伸电路一
但实际生活中,电流表的内阻比较小,它两端的电压也比较小,用电压表很难测出它的电压.如果已知中有定值电阻,我们可以考虑给电流表串联一个定值电阻后再测两端总电压,进而求得电流表内阻.其测量电路图如图5所示.RA=UI-R0.
(3)伏安法测电流表内阻延伸电路二
如果实验器材中提供了一个内阻已知的电流表,把这个内阻已知的电流表当作电压表使用,既能测出电流表的电压,往往又能满足读数为满偏值的三分之一以上的要求,其测量电路图如图6所示.
RAx=RAIIAx.
(4)伏安法测电流表内阻延伸电路三
如果实验器材中提供了一个内阻未知的电流表,但多给了一个定值电阻,我们可以用内阻未知的电流表和定值电阻来“创造”一个电压表.其测量电路图如图7所示.
RAx=R0(IA-IAx)IAx.
例2为了测定电流表A1的内阻r1的精确值,实验室给出了如下器材:
电流表A1(量程300 mA,内阻约为 5 Ω)
电流表A2(量程600 mA,内阻约为 1 Ω)
电压表V(量程 15 V,内阻约为 3 kΩ)
定值电阻R0(阻值5 Ω)
滑动变阻器R1(阻值0~10 Ω,额定电流为1 A)
滑动变阻器R2(阻值0~250 Ω,额定电流为0.3 A)
电源E(电动势为3 V,内阻不计)
导线、开关若干.如何测量电流表A1的内阻?
解析因为电压表的量程为电源电动势的 5 倍,所以该电压表与电源不匹配,不能选用该电压表来测量电压.而根据延伸4可得,电流表A1、A2和定值电阻R0配合起来,就创造出一个电压表.测量电路应为图8所示.rA1=R0(IA2-IA1)IA1.
3延伸二:伏安法测电压表内阻
(1)伏安法测电压表内阻基本电路
当用伏安法测电压表内阻时,就不需要电压表了,因被测电压表可以读出加在自身两端电压的大小,其测量电路图如图9所示.RV=U/I.
(2)伏安法测电压表内阻延伸电路一
但实际生活中,电压表的内阻比较大,在一定电压下,流经电压表的电流比较小,电流表读数很难达到满偏电流的三分之一,甚至电流表基本没有读数.如果已知中有定值电阻,我们可以考虑给待测电压表并联一个定值电阻后再测总的电流,进而求得电压表内阻.其测量电路图如图10所示.
IR0=UVR0,RVx=UVxIA-IR0.
(3)伏安法测电流表内阻延伸电路二
如果实验器材中提供了一个内阻已知的电压表,可把这个内阻已知的电压表当作电流表使用,既能测出流经被测电压表的电流,往往又能满足读数为满偏值的三分之一以上的要求.其测量电路图如图11所示.
IVx=UVRV,RVx=UVxIVx.
(4)伏安法测电流表内阻延伸电路三
如果实验器材中提供了一个内阻未知的电压表,但多给了一个定值电阻,我们可以用内阻未知的电压表和定值电阻来“创造”一个电流表.其测量电路图如图12所示.
IVx=UV-UVxR0,RVx=UVxIVx.
例3从下列实验器材中选出适当的器材,设计实验电路来测量两个电压表的内阻,要求方法简捷,操作方便,可进行多次测量并有尽可能高的测量精度.
A.待测电压表V1(量程3 V,内电阻约为20 kΩ~40 kΩ);
B.待测电压表V2(量程3 V,内电阻约为20 kΩ~40 kΩ);
C.电阻箱R1(阻值范围0~99999.9 Ω)
D.电阻箱R2(阻值范围0~999.9 Ω)
E.滑动变阻器R3(阻值范围0~250 Ω,额定电流1 A)
F.滑动变阻器R4(阻值范围0~20 Ω,额定电流2 A)
G.电池组E(电动势6 V,内电阻约为0.5 Ω)
H.开关、导线若干
请设计一个实验电路,电阻箱和滑动变阻器应选用哪一个?
解析本题有多种测量方法,但串联分压无疑简洁明了.电路图如图13所示,原理如图12.
根据两个电压表的阻值范围,又电阻箱要起到分压作用,故电阻箱要选R1,分压式接法结合本题可知,滑动变阻器应选R4.
电压表内阻范文2
关键词:伏安法;基本原理;量程 ;反串
伏安法测量电阻是高中物理课本中重点介绍的方法,如描绘小灯泡的伏安特性与测金属丝的电阻率两实验均用到了伏安法。近年来设计实验电路测量电阻成为高考命题的热点,但考查的并不是伏安法的简单应用,而是源于教材,又高于教材,不少考题要求学生将基本方法迁移延伸并设计电路测量电阻。这类问题考查形式多样,变化无穷,但考查的方法多数可归为伏安法或伏安法的延伸,重点都是在用各种方法寻找电压和电流。因此高三复习时教师要讲透伏安法的基本原理,帮助学生理解测电阻的精髓,还需对各种可能的题型进行归纳并加以延伸拓展。
一 伏安法介绍
伏安法的基本原理是欧姆定律,就是利用电压表测出电阻两端的电压,利用电流表测出流过电阻的电流,再根据R =U/I求出R 。若两种测量电表俱全,利用伏安法测电阻重点在于选好量程,正确选择内外接法。
1.电表量程选择。选择电表量程要遵守两个原则:安全第一,精确第二。所选量程必须大于被测电压或电流的最大值,测量时电表指针偏转过大或过小都不合适,遵循读数原则指针落在量程的1/3到2/3范围之间最佳。
2.电流表内外接法判断。由于伏安法测电阻时总是不能同时得到精确的电压和电流,因此又分为电流表内接法和外接法,不同的器材规格不同,为减小测量误差应选择不同的接法。当 时,电压表的分流十分微弱,应选择电流表外接,电流的测量值略大于流过电阻的实际值,致使 的测量值略小于实际值;当 时,电流表的分压很小,应选择电流表内接法,此时电压表的测量值略大于电阻两端的电压,使得 的测量值略大于实际值。
二 伏安法的电路设计及拓展应用
1.电表内阻已知时,电流表亦是电压表,电压表亦是电流表,可相互“反串”。电流表、电压表的设计思想是转换法,将电流的测量转换为指针的偏转,将电压的测量转换为电流的测量,而电压表的读数实际上就是流过电压表的电流值和内阻的乘积。因此当有一种电表缺失,而另一种电表却有多个时,只要电表内阻已知,无所谓电流表还是电压表,都可灵活反串使用,甚至必要时定值电阻亦可充当电表。例:某物理实验小组利用实验室提供的器材测量一待测电阻的阻值。可选用的器材有: 电流表A1 (250mA, R1为 5Ω) ; 电流表A2 (300mA, r2约为5Ω); 待测电阻RX(约为100Ω); 滑动变阻器R(10Ω); 电源E (约为9V, r约为1Ω); 单刀单掷开关S,导线若千。
(1)设计实验电路原理图
(2)需要直接测量的物理量是______,被测电阻的计算式为及Rx=______。
分析:基于用伏安法测电阻的思维分析本题电压表缺失,可是有两个电流表,而其中A1的内阻已知,又可自测得到电流,便可用它替代充当电压表,电流表A2外接可测得Rx的精确电阻为 。
2.仪表量程不够电阻凑。此种情况下有一明显特点是:电流表或电压表有已知的精确内阻,由于量程不够,通过串联或并联一定值电阻改装成大量程的电表,定值电阻起到了分压或者分流的作用。
例.待测电阻Rx的阻值约为20 ,现要测量其阻值,实验室提供器材如下:A.电流表A1(150mA,约为10 ) B.电流表A2(20mA,r2=30 )C.电压表V(15V,约为3000 )D.定值电阻R0=100 E.滑动变阻器R1( 5 ,1.0A) F.滑动变阻器R2(50 0.5A)G.电源E,电动势E=4V(内阻不计) H.电键S及导线若干
(1)适当选择实验器材,画出测量Rx的最佳实验电路图并标明元件符号;
(2)待测电阻的表达式为Rx=________________,
分析:由于电源电动势只有4V,量程为15V的电压表将违反读数原则无法使用,那么在电压表缺失的情况下就要寻求替代,电流表A2有精确内阻,与定值电阻R0串联可改装成大量程的电压表,电流表A1外接可测得通过Rx这一路的电流为 ,由此可得Rx的精确阻值Rx=
3.利用伏安法的思维测电表内阻。电路中电压表可以自测电压,要得到内阻,重点在于设计电路测量通过电压表的微弱电流。若电流表的量程足够小,能满足读数原则,便可直接与电压表串联测得电流;若电流表量程较大,可在电压表上并联一定值电阻将电压表改装成大量程的电流表,相当于两电流表串联读数相等间接测量电压表的内阻。电流表可自测电流,只要想法测出两端的电压便可得到其内阻。基本的伏安法是将电压表直接并在两端,但由于电流表两端的电压极小,大多情况下电压表无法读数,这样要使电压表能满足读数原则,只需在电流表上串联一定值电阻起分压作用,相当于改装后两电压表并联电压相等间接测量内阻。有时甚至没有电压表可用,还可以让定值电阻充当电压表的角色。例.某同学为了测电流内阻较小)、导线、电键若干
(1) 设计测量电路图(要求电流表A1的示数从零开始变化)
(2)若选测量数据中的一组来计算电流表A1的内阻r1,则所用电流表A1的内阻r1表达式为r1=____________;式中各符号的意义是________________.
分析:电流表A1可自测得到电流,但由于电源电动势为3V,量程为15V的电压表将不能使用,根据伏安法的基本原则必须寻求电压表,而器材中电流表A2内阻也未知,不能用于替代电压表,那就只好让定值电阻R0来充当电压表,鉴于此还需得到通过R0的电流,应该将A2外接,可推导得到r1=___________。
4.利用伏安法的思维测电源的内阻。
电压表能测量电源的电动势与电路中某一部分的电压,而电源的内阻所分担的那部分电压是内电压,不可能直接用电压表测得,但电动势与外电路电压之差便是内电压,用电流表与电源串联可测得通过电源的电流,这样便可借助伏安法的理念利用欧姆定律求电源的内阻r=(E-U)/I 。测量电阻的方法很多,伏安法是高中阶段最常用的,不可定势认为伏安法一定要电压表和电流表同时存在,有些时侯电流表可当电压表、电压表可当电流表、电阻亦可当电表,量程不够还可借助定值电阻改装,可谓花样繁多,但是万变不离其中,无论是以哪种类型出现,都可理解为是在伏安法的基础上采取思维递进的方式对电路进行必要的优化,是对伏安法的延伸应用,只要牢记伏安法的基本原理是欧姆定律,基本思路是通过各种方法寻找电压和电流,所有这类设计性实验便都能迎刃而解。
参考文献
电压表内阻范文3
而伏安法测电阻中的电流表的连接方式是该实验的重要组成部分之一,伏安法测电阻的电路中电流表的连接方式有两种,如图1和图2所示。图1的接法称为电流表的外接法,图2的接法为电流表的内接法。由于电流表和电压表内阻对电路的影响,这两种接法对电阻的测量都存在着系统误差。本文将对这两种电路产生系统误差的原因以及在实际测量中如何选择电路进行比较详细的分析,以期对老师们的课堂教学有所帮助。
一、伏安法测电阻的原理
用电压表测出待测电阻两端的电压U,用电流表测出通过待测电阻的电流I,利用部分电路欧姆定律可以算出待测电阻的阻值Rx,即Rx=U/I,这就是待测电阻的测量值。
二、伏安法测电阻的系统误差分析
1.电流表外接法
在这种电路中,电压表的示数是加在待测电阻Rx两端的真实电压,但由于电压表内阻分流的影响,电流表的示数比通过电阻的真实电流大,按这种电路测出的电阻值实质上是电压表内阻和待测电阻Rx并联后的总阻值,所以Rx测量值比真实值小。设电压表的示数为U,电流表的示数为I,通过电阻的电流为IR,通过电压表的电流为IV,则I=IR+IV,所以R真=>R测=测量值比真实值偏小。这里的系统误差来源于电压表的分流作用,分流越小,误差越小,相对误差δ=
=。所以该电路适合测量小电阻,即当满足条件Rx
2.电流表内接法
在这种电路中,电流表的示数是通过待测电阻Rx的真实电流,但由于电流表内阻分压的影响,电压表的示数比加在待测电阻Rx两端的电压大,所以按这种电路测出的待测电阻的阻值比真实值偏大。设电流表的示数为I,电压表的示数为U,加在待测电阻Rx两端的电压为UR,加在电流表两端的电压为UA,则U=UR+UA,所以R真=>R测=测量值比真实值偏大。这里的系统误差来源于电流表的分压,分压越小,误差越小,相对误差δ=
=。所以该电路适合测量大电阻,即当满足条件Rx>>RA时,采用电流表内接法测量系统误差小。为了帮助学生理解和记忆电流表两种连接方式的系统误差特点,我在课堂教学中和同教研组的老师们共同总结了如下规律:“大内偏大;小外偏小。”即:电阻值大的电阻采用电流表内接法测量,测量值比真实值偏大;电阻值小的电阻采用电流表外接法测量,测量值比真实值偏小。
三、伏安法测电阻电流表连接方式的选择方法
1.比较法。若已知待测电阻的大约值Rx,电流表的内阻RA和电压表的内阻RV可以分别计算出电流表外接法的相对误差和电流表内接法的相对误差两个比值,然后进行比较。
(1)若
(2)若>,则选用电流表内接法,系统误差小;
(3)若=,则电流表两种接法都可以。
2.算术根法。若已知待测电阻的大约值Rx,电流表的内阻RA和电压表的内阻RV可以分别计算出Rx和两个比值,然后进行比较。
(1)若Rx
(2)若Rx>,则选用电流表内接法,系统误差小;
电压表内阻范文4
1 常规伏安法
高中学生实验的电学部分都要电压表、电流表配合完成,如伏安法测电阻;测金属丝的电阻率;测小灯泡的额定功率,测电源的电动势和内电阻等.改装电表时需测电表的内阻,也常常用伏安法.即电流(压)表可自测电流(压).配备电压(流)表可自测电压(流).
若题目提供的器材同时有电压表、电流表,画无电表的草图估算待测量元件的最大电压电流值,这类题型一般有多个电表可供选择,考虑制约因素后选择合适的电表,若电表读数均能超过量程的三分之一,电路设计即完成.
2 反串法
器材只有两只同种电表,两只同种电表中的一个内阻已知,则已知内阻的电流表可以自测电压当电压表用,已知内阻的电压表可以自测电流当电流表用.其实质是伏安法,若电表读数均能超过量程的三分之一,电路设计即完成.但要注意已知内阻的电压表当电流表用,采用内接法可消除电表内阻引起的误差,已知内阻的电流表当电压表用,采用外接法可消除电表内阻引起的误差.
例1 用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值(900 Ω~1000 Ω)
A.电源E,具有一定内阻,电动势约为9.0 V;
B.电压表V1,量程为1.5 V,内阻r1=750 Ω;
C.电压表V2,量程为5 V,内阻r2=2500 Ω;
D.滑动变阻器R,最大值约为100 Ω;
E.单刀单掷开关S,导线若干.
(1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3,试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题中相应的英文字母标注).
(2)若电压表V1的读数用U1表示,电压表V2的读数用U2表示,则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx=.
解析 电压表V1、V2内阻均已知,即可用于测电压,也可测电流,计算时还可避免电表内阻引起的误差,考虑到电压表V2的量程大些,且题目要求读数不小于量程的1/3,可设计出如图1和图2所示的两种不同电路:
由图1可得Rx=U1Rg1Rg2U2Rg1-U1Rg2,
由图2可得Rx=U2-U1U1Rg1.
3 定值电阻调整法
以上若两种方法不成功,常是因为电表读数不匹配,这种题型器材中常有定值电阻,可用定值电阻增压增流或分压分流.具体步骤是:
(1)判断之前设计的电路中不匹配的局势是哪个表满偏是另一个却不足量程的三分之一.
(2)将定值电阻串联或并联在电路适当位置,给读数不饱满的电表增压(流),或给读数饱满的电表分压分流,选择最佳效果的电路.这种设计要注意正视反串电表的反串身份,才能有效为其增压增流或分压分流.
例2 用以下器材量测待测电阻Rx的阻值:待测电阻Rx阻值约为100 Ω,电源E,电动势约为6.0 V,内阻可忽略不计;电流表A1,量程为50 mA,内阻r1=20 Ω;电流表A2,量程为300 mA,内阻r2约为4 Ω;定值电阻R0,阻值R0=20 Ω;滑动变阻器R,最大阻值为10 Ω;单刀单掷开关S,导线若干.
(1)测量中要求两个电流表的读数都不小于其量程的1/3,且要求尽量多的测量几组数据,试在虚线框中画出量测电阻Rx的实验电路原理图(原理图中的元件用题目中相应的英文字母标注).
(2)若某次测量中电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2,则由已知量和测量计算Rx的表达式为Rx=.
解析 常规思路为将电路表A1做电压表用,得出图3电路.计算可知若电流表A1满偏,电流表A2电流为60 mA,不足其量程的1/3,此时可以考虑用定值电阻给电压表身份的A1分压,即将1定值电阻串联在A1旁边(如图4,再次计算发现A1满偏时电流表A2电流为70 mA,仍不足其量程的1/3,分压分流不成功.还可以将定值电阻与Rx和A1并联,使电流表的读数大一些,如图5.计算可知电流表A1满偏时,电流表A2电流为120 mA,有一定区间满足题目要求.Rx=I1r1I2-2I1.
4 同种表联合定值电阻法
若以上方案无法实施,是因为无法呈现伏安法或反串格局.这种题型一般只有同种类型电表而且没有电表内阻已知,可用定值电阻配合两个电流表测电压,也可用定值电阻配合两个电压表测电流.如用两个电流表测Rx电压可用电路(图6)
设电流表A1、A2读数为I1、I2 ,则URx=(I2-I1)R0,从而求出Rx;若还知电流表A1内阻r1,可求出URx准确值,URx=(I2-I1)R0-I1r1.
如两个电压表测Rx电流可用电路(图7).设电流表V1、V2读数U1、U2,则IRx=U2-U1R0,从而求出Rx.若还知电压表内阻r1,则可求出IRx准确值,IRx=U2-U1R0-U1r1.
这种方法注意要让两个电表读数之差等于定值电阻的电压(流).
5 一表多次使用法
还有一种题型是所有器材只有一个能真正使用的电表,将只能完成电流(压)的测量,要完成实验,需充分利用电表,变化电路测两组数据列方程组,或测多组数据画图象.这种类型要注意电路结构尽量简单,以便于计算.
例3 (2002年广东高考试卷第1 2题)现有器材:量程为10.0 mA、内阻约为30 Ω~40 Ω的电流表一个,定值电阻R1=150 Ω,定值电阻R2=100 Ω.单刀单掷开关S.导线若干.要求利用这些器材测量一干电池(电动势1.5 V)的电动势.
(1)按要求画出电路图,标明所用器材的代号.
(2)用已知量和直接测得量表示待测电动势的表达式.式中各直接测得量的意义是.
分析 本题属于单只电表类型,两个定值电阻,应测两组数据,但只有单刀单掷开关,故只能分两次连接电路,R2若单独接人电路,电路中电流将超过电流表量程,所以
(1)设计如图8所示的电路.
(2)E=I1I2R2I1-I2,I1是外电阻为R1时的电流,I2是外电阻为R1和R2串联时的电流.
电压表内阻范文5
1高考真题
(2004年重庆卷第22题)用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值(900 Ω~1000 Ω):
电源E,具有一定内阻,电动势约为9.0 V;
电压表V1,量程为1.5 V,内阻r1=750 Ω;
电压表V2,量程为5 V,内阻r2=2500 Ω;
滑线变阻器R,最大阻值约为100 Ω;
单刀单掷开关S,导线若干.
(1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3,试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图(原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注).
(2)[JP3]根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线.[JP]
(3)若电压表V1的读数用U1表示,电压表V2的读数用U2表示,则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx=[CD#3].
这是2004年重庆的一道高考题,该题虽然过去已有十年时间,但至今仍在很多复习资料上频频出现,我的2014级毕业生在高三复习的时候也遇到了这道题.
2真题解答
这道题的正确解析如下:由于本实验需测定的电阻Rx的阻值(900 Ω~1000 Ω)远大于滑线变阻器R的最大阻值(约为100 Ω),故必须采用分压接法;又由于本实验所给器材中没有电流表,但有两个电压表,且两个电压表的内阻均已知,因此可将其中一个串联在电路中当作电流表来使用;(1)问中要求测量中电压表的读数不小于其量程的1/3,故电路实验电路原理图如图3或图4.
此题的关键在于第(1)问,电路图画正确后,(2)、(3)问自然不会有什么问题,这里我就不再赘述了.
3误区分析
此题考查的知识点虽多,但都是“伏安法测电阻”这一考点中的主干知识,且在前面的复习过程中也反复练习过多次.因此,刚看到该题时我曾认为此题对于我班上的学生来说应该没有多大问题,至少有60%的学生能够将其完全做对.然而,事实并非如此,[TP1GW137.TIF,Y#]学生做出来的结果是全班70位学生中只有不到10位学生将此题做对,超过一半的学生画出的电路原理图如图5所示. 一开始,我对此并不能理解,只责备他们不认真审题、知识掌握不牢固,直到评讲完该题后,很多学生拉住我问:“老师,我用的是‘大内偏大,小外偏小’这一口诀来判断,为什么不对呢?”此时我才恍然大悟.
学生的错误分析如下:由于本实验需测定的电阻Rx的阻值(900 Ω~1000 Ω)远大于滑线变阻器R的最大阻值(约为100 Ω),故必须采用分压接法;又由于本实验所给器材中没有电流表,但有两个电压表,且两个电压表的内阻均已知,因此可将其中一个串联在电路中当作电流表来使用(电流表内阻一般小于电压表,故习惯上学生们都喜欢选V1作为电流表来使用,这无可厚非);有了电压表和电流表,接下来就是电流表的内外接问题了,根据计算Rx
从以上分析可以看出,这里学生是直接套用了“大内偏大,小外偏小”这一口诀而忽略了它的适用条件,即在已知电压表内阻RV,电流表内阻RA的估计值而非准确值时,为减小实验的系统误差,才用该口诀进行判断,这一条件在教学中也是被很多老师忽略掉了的.该题由于电压表和电流表内阻均知道其准确值,因此无论电流表是内接还是外接,均不会引起系统误差,因此不能用“大内偏大,小外偏小”来判断,此题真正的限制条件还是在于(1)问中的“测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3”.
4总述
电压表内阻范文6
【关键词】伏安法 原因分析 内接法 外接法 电路选择
电流表的内外接法是高中电学实验中的一个重难点,是测电阻实验电路的重点考查的知识点。在考试大纲中是Ⅱ级要求,纵观近三年全国各省高考试题每年都在这个知识点上进行了考察,由此可见该知识的重要性。学生怎样才能在高考中迅速做出正确的选择呢?
笔者认为必须做到以下几点:
一、掌握并会分析误差产生的原因
在初中阶段由于学生的认知水平有限,在使用电流表和电压表时没有让学生考虑它们的内阻,认为它们的内阻为零和无穷大。但在高中阶段,由于对实验要求更高,培养学生严谨、科学的思想观,就必须要从实际出发,必须考虑电流表和电压表内阻对实验结果的影响。
大家都知道,电流表是和待测电阻是串联关系,由串联电路可知,串联分压,即电流表会分去一部电压;电压表与待测电阻并联如图,由并联电路可知,并联分流,从而使待测电阻的电流和电压不准确。
二、两种电路存在误差的分析
1. 电流表内接法
如图1所示的电路叫电流表的内接法,由于电流表内阻的影响,流过待测电阻Rx的电流为IX,Rx两端的电压为UX;由串并联电路可知IX=IA、UV=UI+UX即UX
2.电流表外接法
如图2所示的电路叫电流表的外接法,由于电压表与待测电阻Rx并联,需要分的一部分电流,即电流表上的分流为待测电阻上的电流和流过电压表上的电流之和,所以有IA=Ix+IV,因此Rx 测量值小于Rx 的真实值。由并联电路特点可知,电流与电阻成反比,电阻越大所分电流就越小,因此要想使用电流表的外接法来测电阻并且减小误差,那就必须满足RV>>RX。
三、两种电路的选择
从上面的分析中我们可以看出,无论哪种电流都不能避免误差。但是只要我们在测量时满足它们各自的条件是可以减小误差的,在实验中我们常用以下方法来选择:
1. 比较法
(1)若Rx较大,满足Rx>>RA时,应采用内接法,因为这时电流表的分压作用很微弱。
(2) 若Rx较小,满足Rx
2.比值法
当Rx的大小很难判定是满足RX>>RA还是满足RX
时,选择外接法,若
时,两种方法均可采用。
3. 试触法
在RA、RV均不知的情况下可以采用试触法来选择电路,具体做法如下:接通电路,观察先后两次试触时两电表的示数变化情况,如果两次电流表示数的变化比电压表示数的变化明显,说明电压表分流作用明显要用内接法;如果两次电压表示数的变化比电流表示数的变化明显,即说明电流表分压作用明显需用外接法。
4. 经验法
电流表内外接法在高考试验考察中也是一个热点,但大部分学生都丢分了,究其原因,就是在电表内外接法上出现了问题。他们对比较法和比例法没能理解,比较的结果也常记不住,使用时也常常是张冠李戴,所以在高三复习时,我给学生这样讲:抓住Rx,它的大小是选择内外接法的表尺,因为不管是哪种接法,都是用Rx阻值和电流表和电压表的内阻进行比较,当Rx较小时如只有几十欧时那肯定电流表就会分压所以要采用电流表外接法;当Rx较大时如几百欧~上千欧时,那肯定电压表就会分流所以要采用电流表内接法。如果没有具体大小时,如测的是灯泡、电池内阻或电阻丝的电阻时,由于这些物体的电阻一般都较小就采用电流表外接法。
【参考文献】
[1]徐向荣. 高中物理实验探究――电路的设计[J].中国现代教育装备,2010(06).