由于在实验中先连主电路,后连电压表支路,同学们连出的电路大多会是电流表外接电路。
提出问题
用伏安法测电阻时,采用外接法和内接法测得的阻值有什么不同?
猜想与假设
根据伏安法测电阻的原理,我猜想:_____________________。
探究仪器
电流表,电压表,电源(蓄电池或干电池组),滑动变阻器,单刀开关,导线若干。
制定计划 设计实验
1.按图1所示的电路图连接实验电路。
图1
2.检查无误后,闭合开关S,三次改变R′阻值,分别读出两表示数,填入表格。
3.算出三次R的值,求出平均阻值。
4.换一个阻值很大的电阻,重复上述的实验。
实验记录
分析论证 得出结论
根据实验测得数值分析可知:外接法和内接法的具体连接见图1。若待测电阻R的阻值较小,采用外接法测出的阻值较为准确,误差较小;若待测电阻R阻值较大,采用内接法测出的阻值较为准确。
1.采用外接法时,电流表中示数应是流过R的电流IR和通过电压表电流IV之和,即I=IR+IV,则R=U/I=U/(IR+IV)
引起误差的原因是电流I中增加了电压表的分流电流IV,结果使测得的R数值比实际值要小些。但一般电压表的内阻RV较大,大约在几千欧姆左右,如果待测电阻R比电压表内阻RV小得多,即R〈〈RV,则根据并联分流的性质,通过电流表的电流IV很小,可以忽略不计,认为I=IR,因此测量结果较为精确。
2.采用内接法时,电压表示数U等于R两端电压UR和安培计两端电压UA之和U=UR+UA,即,则
引起误差的原因是电压U中增加了安培计分压电压UA,结果使测得的R值比实际值要大些。如果待测电阻R的阻值比安培计的内阻RA大得多,即R>>RA,根据分压性质,UA可以忽略不计。认为U=UR,测出的结果较为精确。
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