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电流表内外接法选择依据的理论分析

电流表内外接法选择依据的理论分析
电流表内外接法选择依据的理论分析

电流表内、外接法选择依据的理论分析

全日制普通高级中学教科书物理(必修加选修>第二册第十四章“恒定电流”,介绍了伏安法测电阻的两种接法——电流表内、外接法,如图1。书中对如何选择接法来测电阻作了定性分析,本文将从定量的角度阐明内、外接法的选择依据,并给出了内、外接法测电阻时,电流表内阻、电压表内阻能否达到系统误差要求的判据。

1 内、外接法都存在误差

设电流表内阻为rA,电压表内阻为rV,用图1所示两种方法分别测量电阻时,测量值和真实值相比是大还是小? b5E2RGbCAP

1.1外接法存在误差

按图l(a>连接电路,即电流表外接法,电压表和待测电阻并联,因此电压表的示数就是电阻两端的电压,即 UV=UR 。电压表电阻很大,但是它还是分得了很小的一部分电流,即电流表的示数就是通过待测电阻R和电压表的电流之和,有IR

知,测量值比真实值小。外接法测出的电阻值R1是待测电阻R和电压表内阻rV并联的阻值,即 p1EanqFDPw

测量的绝对误差

测量的相对误差

当R远小于rV时,得

1.2内接法存在误差

按图l(b>连接电路,即电流表内接法,电流表和待测电阻串联,因此电流表示数就是通过电阻的电流,即IA=IR 。电流表阻值虽小,但它还是分得了一部分电压,电压表示数就是待测电阻和电压表的电压之和,有UR

rA串联的阻值,即 DXDiTa9E3d

R2=R+rA

测量的绝对误差

ΔR2= R2-R

测量的相对误差

2 内、外接法选择依据的理论推导

上文已经指出,内、外接法都存在系统误差。在实际操作中,我们应该选择误差小的接法。那么“误差小”应如何确定呢? RTCrpUDGiT

在物理实验中,必须遵循微小偏差原则和实验误差一般控制在5%以内的原则,其中微小偏差原则是指,若采用近似方法给测量带来的系统误差小于实际测量所产生的误差的1/3时,则这一近似方法是合理的,可以被实验所采用。笔者将在上述两个原则的基础上,推导出内、外接法的选择依据。 5PCzVD7HxA

由上述两原则得,当采用内接法时

解得

R≥60rA(4 >

当采用外接法时

解得

在误差允许范围内[即满足(4>、(5>式],假设两种接法使用相同的电压表和电流表,即r V、rA相同,当El=E2时,两种接法引起的相对误差相等此时的电阻称为临界电阻RL,联立(1>、(3>,有jLBHrnAILg

一般而言,常有rV远大于rA,故Rg与(RaRv>^(1/2>成正比,设待测电阻的估计值为Rx ,当E2

当E2>El时,应选用外接法,此时有

(6>、(7>式必须分别满足(4>、(5>式,即

(8>式是采用内、外接法测电阻时,电流表内阻rA,电压表内阻rV能否达到系统误差要求的判据.

3 结论

综上所述,可以得到以下结论:

(1>在用伏安法测电阻时,如果rA、rV不满足(8>式,那么应按(8>式重新配置电压表和电流表,才能进行实验。 LDAYtRyKfE

(2>在命制或解答有关选择内、外接法测电阻的试卷时,应首先检验rA、rV是否满足(8>式,如果不满足,那么应该怀疑该试卷的科学性;如果满足,则比较Rx与(RaRv>^(1/2>的大小,依据(6>、(7>式选择接法。Zzz6ZB2Ltk

申明:

所有资料为本人收集整理,仅限个人学习使用,勿做商业用途。

高中物理:怎样选择内接法与外接法

一.误差的产生原因 伏安法测电阻是根据部分电路欧姆定律来进行测量的。它的测量值和真实值 应该是:,即使是测量十分准确的电压表和电流表,由于电压表和电流表都有内阻,导致了电阻的测量值和真实值存在误差。 当选用外接法(a)时,电压表与电阻并联,电压表的读数就是电阻两端的电压,但电流表测量的是通过电阻和电压表的总电流,因此测量值要小于真实值, 实际上测量的电阻值是电压表内电阻和电阻并联的阻值。如果电阻的值远小 于电压表的内阻,电压表分去的电流很小,这时电流表测量的电流就接近于通过电阻的电流,所以外接法适合于测小电阻。 当选用内接法(b)时,电流表与电阻串联,电流表的读数就是电阻的电流值,但电压表测的是电阻和电流表的总电压,所以测量值大于真实值,实际上测 量的电阻值是电阻与电流表内电阻串联的总电阻值。如果电阻的值远大于电 流表的内阻,电流表分去的电压很小,这时电压表测量的电压就接近于电阻两端的电压,所以内接法适合于测大电阻。 二.系统的相对误差 由于外接法(a)测量的实际上是电阻和电压表并联的电阻,所以: 相对误差

内接法(b)测量的实际是电阻与电流表的串联电阻,所以: 相对误差 当内、外接法相对误差相等时,有,所以, ()为临界值。当(即为大电阻)时用内接法,当 (即为小电阻)时用外接法,这样所测的值误差相对较小。当 时,用内、外接法均可。 三.利用试触法确定内、外接法 当大小都不知道时,可用试触法确定内、外接法。如下图所示的电路,空出电压表的一个接线头,用该接线头分别试触M、N两点,观察两电 表的示数变化情况,如果,说明电压表内阻带来的影响大,即电阻跟 电压表的电阻相差较小,属于“大电阻”,应采用内接法,如果,说 明电流表内阻带来的影响大,即电阻跟电流表的电阻相差较小,属于“小电阻”应采用外接法。 例:有一未知的电阻,为较准确的测出其阻值,先后用如图3(a)、(b) 两种电路进行测试,利用(a)测的数据为“2.7V、5.0mA”,利用(b)测的数据为“2.8V、4.0mA”,那么,该电阻测的较准确的数值及它比真实值偏大或偏小的情况是()

电流表的内外接专题

1 c 1电流表的“内接法”与“外接法” 一、知识目标: 1.知道伏安法测电阻的原理,理解电流表的内、外两种连接方式; 2.会分析电流表内、外接法产生误差的原因,并掌握减小误差的方法; 3.理解并会掌握电路选择的三种基本方法,即:“直接比较法” 、“定量判断法”、“试触法”。 例1.用伏安法测电阻,可采用下图所示的甲、乙两种接法.如所用电压表内阻为5 000 Ω,电流表内 阻为0.5 Ω. (1)当测量100 Ω左右的电阻时,宜采用________电路. (2)现采用乙电路测量某电阻的阻值时,两电表的读数分别为10 V 、0.5 A ,则此电阻的测量值为_____Ω, 真实值为_____Ω. 【针对练习】 1.如下图所示,用伏安法测电阻,若电流表内阻1Ω,电压表内阻5000Ω,R x 约为10Ω,则下图中哪 个测量结果较为准确?测量值比真实值偏大还是偏小( ) A .甲电路,偏大 B .甲电路,偏小 C .乙电路,偏大 D .乙电路,偏小 2.如图所示电流表和电压表的读数分别为10V 和0.1A,电压表内阻为500Ω,那么待测电阻R 的测量值比真 实值 ,(大或小)测量值为 Ω,真实值为 Ω. (3)试触法: ①若电压表示数有明显变化,即 时, 采用外接法 ②若电流表表示数有明显变化,即 时, 采用内接法 例2.如右图所示,用伏安法测电阻R 0的值时,M 、N 接在恒压电源上,当S 接a 点时电压表示数为10 V , 电流表示数为0.2 A ;当S 接b 点时,电压表示数为12 V ,电流表示数为0.15 A .为了较准确地测定R 0的 值,S 应接在________点,R 0的真实值为________Ω. U U I I ??

电路测量时内接法与外接法的选择

电路测量时内接法与外接法的选择 根据欧姆定律的变形公式I U R =可知,要测某一电阻x R 的阻值,只要用电压表测出x R 两端的电压,用电流表测出通过x R 的电流,代入公式即可计算出电阻x R 的阻值。 误差原因 由于所用电压表和电流表都不是理想电表,即电压表的内阻并非趋近无穷大,电流表也存在内阻,因此实验测量出的电阻值与真实值不同,存在误差。 测量方法 通常伏安法测电阻的电路有两个基本连接方法:内接法和外接法(电流表在电压表的内侧还是外侧)。 电路选择 在内接法电路中,因为电流表有内阻,在内接法的电路中电流表两端有电压,所以电压表测出的电压是电流表和待测电阻消耗的电压之和,比待测电阻两端的电压值大,利用= U R I 计算,这样测得的电阻值比真实值偏大,就产生了实验误差。 内接法测得的电阻值=X A R R R +内,误差原因:电流表的分压作用。 当测阻值大的电阻即X R >>A R 时,用电流表内接法测量电阻误差小。 在外接法电路中,因为电压表中有电流通过,所以电流表测得的电流是待测电阻与电压表中的电流之和,比流过待测电阻的电流值大,利用=U R I 计算,这样测得的电阻值比真实值偏小,也产生了实验误差。 外接法测得的电阻值=X V X V R R R R R +外,误差原因:电压表的分流作用。 当测阻值小的电阻即X R <

电流表的内外接专题

1 A V R c d 1电流表的“内接法”与“外接法” 一、知识目标: 1.知道伏安法测电阻的原理,理解电流表的内、外两种连接方式; 2.会分析电流表内、外接法产生误差的原因,并掌握减小误差的方法; 3.理解并会掌握电路选择的三种基本方法,即:“直接比较法”、“定量判断法”、“试触法”。 例1.用伏安法测电阻,可采用下图所示的甲、乙两种接法.如所用电压表内阻为5 000 Ω,电流表内 阻为 Ω. (1)当测量100 Ω左右的电阻时,宜采用________电路. (2)现采用乙电路测量某电阻的阻值时,两电表的读数分别为10 V 、 A ,则此电阻的测量值为_____Ω, 真实值为_____Ω. 【针对练习】 1.如下图所示,用伏安法测电阻,若电流表内阻1Ω,电压表内阻5000Ω,R x 约为10Ω,则下图中哪 个测量结果较为准确?测量值比真实值偏大还是偏小( ) A .甲电路,偏大 B .甲电路,偏小 C .乙电路,偏大 D .乙电路,偏小 2.如图所示电流表和电压表的读数分别为10V 和,电压表内阻为500Ω,那么待测电阻R 的测量值比真 实值 ,(大或小)测量值为 Ω,真实值为 Ω. (3)试触法: ①若电压表示数有明显变化,即 时, 采用外接法 U U I I ??

A V A V R x R x (a)(b) ②若电流表表示数有明显变化,即时,采用内接法 例2.如右图所示,用伏安法测电阻R0的值时,M、N接在恒压电源上,当S接a点时电压表示数为10 V,电流表示数为A;当S接b点时,电压表示数为12 V,电流表示数为A.为了较准确地测定R0的值,S 应接在________点,R0的真实值为________Ω. 【变式训练】 分别用图(a)、(b)两种电路测量同一未知电阻的阻值.图(a)中两表的示数分别为3V、4mA,图(b)中两表的示数分别为4V、,则待测电阻R x的真实值为() A.略小于1kΩ B.略小于750Ω C.略大于1kΩ D.略大于750Ω 【课后练习】 1.用伏安法测量某电阻Rx的阻值,现有实验器材如下: A.待测电阻Rx:约55Ω, B.电流表A:量程0-3A (内阻Ω) C.电压表V:量程0-15V (内阻4KΩ) 简要写出电路选择的判断过程并在图框中画出电流表 连接方式的电路图 2.如右图所示电路,用伏安法测量电阻的大小.电阻R=320Ω时,电流表的示数是15mA,电压表的示数是.如果用这个电路测量未知电阻R′,电流表的示数是13mA,电压表的示数是,则电阻R′的大小是() A.R>420Ω B.400Ω

电流表内外接法

图甲 图乙 电流表的内外接法 一、师生交流合作: 探究一、电流表的内外接法 1、原理:部分电路的欧姆定律,即利用电压表和电流表测出 电阻两端的电压U 和通过的电流I ,根据欧姆定律可得R=U/I 。 2、电路图: (1)内接法:电流表和待测电阻接在电压表两接线柱内测,如图甲所示; (2)外接法:电流表接在含待测电阻的电压表两接线柱外侧, 如图乙所示; 3、误差分析: (1)内接法:如图甲所示,电流表所测电流为通过R x 的电流真实值,电压表所测电压却是R x 和电流表的电压,即U 测=U x +U A ,则R 测=U 测 I 测=R x +R A >R x , 要想使得R 测接近于R x ,就必须让电流表分得的电压U A 尽可能的小,那么只需要满足R x >>R A 即可。 (2)外接法:如图乙所示,电压表所测电压为Rx 的电压真实值,电流表所测电流却是Rx 和电压表的电流,即I 测=Ix+Iv ,则R 测= U 测I 测=R x R V R x +R V

(1)阻值比较法:R x >>R A 时,—— ;R x <

电流表内外接法的选择

电流表内外接法的选择 电压表和电流表连入电路可以有两种方法:一种是 如图所示的电路叫做电流表外接电路(简你“外接 法”);一种是如图所示电路叫做电流表内接电路(简 称“内接去”).由于电流表、电压表内阻的影响,不 管采用电流表内接还是外接都将会引起误差.外接法的 测量误差是由于电压表的分流作用而产生,由并联电路中电流分配与电阻成反比可知当时,电压表的分流作用可忽略不计,此时,可见对于小电阻的测量宜采用外接法电路.内按法产生的误差是电流表的分压作用,由串联电路的电压分配与电阻成正比可知,当时,电流表的分压作用很小,可忽略不计,此时,所以对大电阻应采用内接法电路.那么如何确定R 值是较大还是较小呢?根据以上分析可知,当被测电阻与电压表内阻的关系满足即时应采用“外接法”较准确;当被测电阻与电流表的内阻相比满足即时,采用“内接法”测量误差较小.若当时,电压表的分流作用和电流表的分压作用对测量结果的影响是相同的,此时既可选择“内接法”也可选择“外接法”.,此时的R我们常称为临界电阻.当时,电流表的分压作用较电压表的分流作用明显,应采用外接电路,当 时,电压表的分流作用较电流表的分压作用明显,应采用内接电路.

例2 有一小灯泡上标有“6V0.6W”的字样,现在要用伏安法测量这个灯泡的图线,已知所用器材有:是电流表(0~0.3A,内阻1);电压表(0~15V,内阻20k);滑动变阻器(0~30,2A); 学生电源(直流9V);开关一只、导线若干.为使实 验误差尽量减小,画出合理的实验电路图. 分析与解因为电压表内阻远大于灯泡的最大阻值60, 因此选择电流表外接法.电路如图所示. 例3用伏安法测量阻值约为几十欧的线圈的电阻R,己知所用电流表的量程为(0~0.6V),内阻0.125,电压表的量程为(0~15V),内阻为15k,蓄电池组电压为12V,问应采用哪一种连接电路? 分析与解因为,而题目给出的被测电阻阻值约为几十欧,可能大于43,也可能小于43,因此内接法、外接法两种电路均可采用。 在具体的实验中若、均不知的情况下,可用试触法判定,即通过改变电表的连接方式看电流表、电压表指针变化大小来确定.

电流表内接法与外接法选择

一、滑动变阻器选用限流接法和分压接法的依据 : 1.限流式 图中变阻器起限流作用,求待测电阻Rx 的电压可调范围 E E R R x ~R x 限流式电路的特点: 1.电压不能从零开始调节,调节范围较小.但电路结构较为简单. 2.电能损耗较小. 2.分压式 图中变阻器起分压作用,求待测电阻Rx 的电压可调范围0~E 分压式电路的特点: 1.电压可以从零开始调节到电源电动势,调节范围较大. 但电路结构较为复杂. 2.电能损耗较大 . 分压限流的选择 1. 负载电阻电压要求变化范围较大,且从零开始连读可调,应选分压电路. 2. 若负载电阻的阻值Rx 远大于滑动变阻器总阻值R ,应选分压电路. 3. 若负载电阻的阻值Rx 小于滑动变阻器总阻值R 或相差不多,且没有要求电压从零可调,应选限流 电路. 4. 两种电路均可时限流电路优先,因为限流电路总功率小。 5. 特殊问题要具体问题具体分析. 题型一:电流表内外接、限流和分压接法的选择。 用伏安法测量一个定值电阻阻值,器材规格如下: (1)待测电阻(约100Ω) (2)直流毫安表(量程10mA ,内阻50Ω) (3)直流电压表(量程3V ,内阻5k Ω) (4)直流电源(输出电压4V ,内阻可不计)

(5)滑动变阻器(阻值范围15Ω,允许最大电流1 A) (6)开关一个,导线若干 题型二:电压表和电流表量程的选择、滑动变阻器的选择和连接、分压和限流电路的选择有一待测电阻Rx ,阻值约为5Ω,允许最大功率为1.25W ,现欲比较精确的测定其阻值。除待测电阻外,备用器材及规格如下: ⑴电压表(0~3V ~15V )3V 量程内阻约为3k Ω;15V 量程内阻为15 k Ω; ⑵电流表(0~0.6A ~3A )0.6A 量程内阻为1Ω;3A 量程内阻为0.25Ω; ⑶滑动变阻器(20Ω,1A ); ⑷滑动变阻器(2k Ω,1.5A ); ⑸蓄电池组(6V ,内阻不计); ⑹电键、导线。 二、电流表内接法与外接法选择: (1)阻值判断法:当 V R R ??时,采用电流表“外接法” 当 A R R ??时,采用电流表“内接法” (2)试触法: u u ?与I I ?比较大小 若u u ?大,则选择电压表分流的外接法 若I I ?大,则选择电流表分压的内接法 例:有一未知的电阻R x ,为较准确的测出其阻值,先后用如图(a )、(b )两种电路进行测试,利用(a )测的数据为“2.7V 、5.0mA ”,利用(b )测的数据为“2.8V 、4.0mA ”,那么,该电阻测的较准确的数值及它比真实值偏大或偏小的情况是( )

伏安法测电阻之电流表内接外接法

内接法和外接法的选择 在伏安法测电阻的实验中,什么时候选择电流表的外接法,什么时候选择电流表的内接法? 选择的根本原则:对于同一个电阻,哪一种接法的相对误差小就选哪一种 故要通过计算相对误差来进行选择,因为每次做题时不可能都进行相对误差的计算,故需要总结简单的规律,下次有需要时直接用这个规律进行解题。 一. 误差的产生原因 无论是用外接法还是用内接法,所测得的R 测都会与R 真之间存在误差,即是:无论用哪一种接法,真测R ≠R 用外接法时,电压表的示数就是待测电阻两端的电压,但电压表有电流流过(大小设为V I ),即电流表的示数是流过电压表和R 的总电流,并不是流过待测电阻的真实电流,根据I U R = ,得V R I I U +=测R ,

而R I U = 真R 故用外接法时,测得的电阻值会比实际的电阻值小 同理,用内接法时,电压表测得的电压会比待测电阻两端的电压大,故用此法测得的电阻值会比实际的电阻值大 二.可用粗略的方法来判断用内接法还是外接法 根据上面的误差产生原因的分析可知,用外接法时误差的产生原因是电压表有电流流过,但当流过电压表的电流很小很小时,这种误差是可以直接忽略的,也就是说流过电压表的电流很小很小的时候,这种情况下应该选用外接法?那么什么情况下电压表的电流很小到可以忽略? 首先“很小”时相对流过待测电阻的电流而言的,因为电压表和电阻是并联的,由并联电路的电流规律可知,当R R V >>的时候(小 电阻情况),绝大部分的电流都是流过R 的,也就是说流过电压表 的电流小到可以忽略,此时应用外接法 反之,如果R 和V R 相差不大(大电阻情况),电流表分别内接和外接时的差别就会比较大,比如:假如R R V =,电流表 外接时的示数是2A 的话,内接时的电流就只有1A ,相对误差高达50%,这时候只能选择内接。 上面介绍的这种判断方法都是以待测电阻R 的大小作为参考的,当R 远远小于R V 的的时候就用外接(当R 为小电阻时),当R 和R V 相差不大的时候就用内接(当R 为大电阻时),

电流表内、外接法

全日制普通高级中学教科书物理(必修加选修)第二册第十四章“恒定电流”,介绍了伏安法测电阻的两种接法—— 电流表内、外接法,如图1。书中对如何选择接法来测电阻作了定性分析,本文将从定量的角度阐明内、外接法的选择依据,并给出了内、外接法测电阻时,电流表内阻、电压表内阻能否达到系统误差要求的判据。 1 内、外接法都存在误差 设电流表内阻为r A ,电压表内阻为r V ,用图1所示两种方法分别测量电阻时,测量值和真实值相比是大还是小? 1.1外接法存在误差 按图l(a)连接电路,即电流表外接法,电压表和待测电阻并联,因此电压表的示数就是电阻两端的电压,即 U V =U R 。电压表电阻很大,但是它还是分得了很小的一部分电流,即电流表的示数就是通过待测电阻R 和电压表的电流之和, 有I R

当R远小于r V 时,得 1.2内接法存在误差 按图l(b)连接电路,即电流表内接法,电流表和待测电阻串联,因此电流 表示数就是通过电阻的电流,即I A =I R 。电流表阻值虽小,但它还是分得了一部 分电压,电压表示数就是待测电阻和电压表的电压之和,有U R

高中物理电流表的内外接法导学案

第二章恒定电流§2.4专题电流表的“内外”接法【学习目标】 1、知道什么叫电流表的内接法和外接法 2、内接法和外接法对测量电阻的影响 3、会针对电阻选择电流表的内外接法 【学习重点】内接法和外接法对测量电阻的影响 【学习难点】会针对电阻选择电流表的内外接法 【自主学习】 1、串并联电路的特点 2、电压表、电流表的改装原理 3、思考电压表、电流表接入电路后对电路的影响。 【探究学习】 探究1、伏安法测电阻的两种电路 电流表接在电压表两接线柱外侧,通常叫“外接法”如图a 电流表接在电压表两接线柱内侧,通常叫“内接法”如图b

因为电流表、电压表分别有分压、分流作用,因此两种方法测量电阻都有误差.探究 【拓展延伸】利用试触法确定内、外接法 当R R R x V A 、、大小都不知道时,可用试触法确定内、外接法。如下图所示的电路,空出电压表的一个接线头,用该接线头分别试触M、N两点,观察两电 表的示数变化情况,如果?? I I U U >,说明电压表内阻带来的影响大,即电阻

跟电压表的电阻相差较小,属于“大电阻”,应采用内接法,如果?? U U I I >, 说明电流表内阻带来的影响大,即电阻跟电流表的电阻相差较小,属于“小电阻”应采用外接法。 【课堂练习】 1.如图所示,用伏安法测电阻R x时,MN接在恒定电压上.当K接a点时电压表示数10伏,电流表示数0.2安;当K接b点时,伏特表示数12伏,电流表示数0.15安,为了较准确地测定R x,K应在____点,R x的真实值为____. 2.一只电流表I g=2mA,R g=500Ω,下列结论中正确的是()A.它只能用来测量2mA 的电流B.它只能用来测量lV 的电压C.用它来测电流时,量程是2mA D.用它来测电压时,量程是lV 3.如图是用伏安法测电阻的两种常用电路,下列说法正确的是()A.用甲图所示电路测量的阻值总是小于真实阻值,用乙图所示电路测得的阻值总是大于真实阻值 B.无论选用哪种电路,选用的电流表内阻越小,电压表内阻越大,测量的误差越小 C.当待测电阻阻值比电流表内阻大得多时,用甲图电路测量的误差较小D.当待测电阻阻值比电压表内阻小得多时,用乙图电路测量的误差较小 【当堂检测】 1.图中若考虑电流表和电压表的内阻影响,用两表示数算出的R 测 =U/I () A.比R真实值大. B.比R的真实值小. C.引起误差的原因是I偏大 D.引起误差的原因是U偏小.

电流表的内外接法专题

电流表得“内外”接法专题 1、伏安法测电阻得两种电路 电流表接在电压表两接线柱外侧,通常叫“外接法” 如图a 电流表接在电压表两接线柱内侧,通常叫“内接法” 如图b 因为电流表、电压表分别有分压、分流作用,因此两种方法测量电阻都有误差电流表外接法 电压表示数R V U U =电流表示数V R A I I I +=A V I U R =测V R R I I U R -=真

电流表内接法A R V R U U +=电压表示数R A I I =电流表示数A V I U R =测R R V I U U R -=真>A R R R +=测A V R ?适合测量大电阻,即R>>R A ?误差原因:电流表的分压,分压越少,误差越小. ,,R R V A V A R R R R R ==即当该值为临界值; ,V A R R R > ?若,V A R R R ,说明电压表内阻带来得影响大,即电阻跟电压表得电阻相差较小,属于“大电阻”,应采用内接法,如果??U U I I >,说明电流表内阻带来得影响大,即电阻跟电流表得电阻相差较小,属于“小电阻”应采用外接法。 1.图中若考虑电流表与电压表得内阻影响,用两表示数算出得R 测=U/I( )

数学方法探索电流表的内外接法

数学方法探索电流表的内外接法 摘要: 根据电流表内外接法对所测电阻的影响大小,即理论值与所测值的差别,经比较,得到误差函数,通过极限方法表现出来, 证明以下结论. 1、电流表外接是理论值小于实际值,且适用于测量小值电阻. 2、电流表内接是理论值大于实际值,且适用于测量大值电阻. According to the current meter and connecting method to measure resistance effect size, i.e. the theoretical value and the measured value difference, by comparison, get the error function, the limit method demonstrated, to prove the following conclusions. In 1, ammeter external is the theoretical value is less than the actual value, and is suitable for measuring small resistance. In 2, ammeter inscribed is the theoretical value more than actual value, and is suitable for measuring high resistance 关键词电压;电流;电阻;理论值;实际值;函数;极限根据欧姆定律,IR U ,用电压表测出电阻两端的电压,用电流

实验电流表的内外接法

电流表的内、外接法 NO.19 编写:王鹤新 审核:周燕 使用时间:第9周 班级:__________ 姓名:___________ 学号:_____________ 教师评价:____________ 自主学习单、合作探究单 1.○A 外接法: ○A 内接法: R x R x (待测电阻R R I U R =真 A V I U R =测) 系统误差:○V 分流 系统误差:○A 分压 ↓ ↓ ○A 示数偏大 ○V 示数偏大 ↓ ↓ 测R 偏小 测R 偏大 V R R R V R R A V R R U I U I I I U I U R 1111+=+=+==真测 A R R A A V R R I U U I U R +=+==真测 即测R 是x R 与V R 的并联电阻值 即测R 是x R 与A R 的串联电阻值 适用于测小电阻(V x R R <<) 适用于测大电阻(A x R R >>) 2.○A 内外接法的选择: ① 阻值比较法:V x R R <<时,外接法; A x R R >>时,内接法 (x V A x R R R R < 或A V x R R R ?<) ( x V A x R R R R >或A V x R R R ?>) 若 x V A x R R R R =即A V x R R R ?=两种接法均可 ② 试测法: ○V 左端接a ,右端接b 和c ○V 示数变化明显:(1 1I I U U ?>?)→○A 分压明显,接b ○ A 示数变化明显:(111U U I I ?>?)→○V 分流明显,接c V A V A

注:以上讨论是: ○V ○A 非理想电表且内阻未知时,尽可能减小系统误差方法. 若○V 、 ○A 内阻已知,无论内接还是外接均可测出真R . 已知V R 已知A R V V A V R R R U I I U R -==真 A A A V R R I R I U I U R -==真 达成检测单 1.图中若考虑电流表和电压表的内阻影响,用两表示数算出的I U R = 测( ) A .比R 的真实值大 B .比R 的真实值小 C .引起误差的原因是I 偏大 D .引起误差的原因是U 偏小 2.图中若考虑电流表和电压表的内阻影响,用两表的示数算出的R U R = 测( ) A .比R 的真实值小 B .比R 的真实值大 C .引起误差的原因是U 偏大 D .引起误差的原因是I 偏小 3.用伏安法测电阻时,电流表外接电路和电流表内接电路的误差来源是 ( ) A .外接电路由于电压表内阻的分流,使得电阻的测量值小于真实值 B .外接电路由于电压表内阻的分流,使得电阻的测量值大于真实值 C .内接电路由于电流表内阻的分压,使得电阻的测量值小于真实值 D .内接电路由于电流表内阻的分压,使得电阻的测量值大于真实值 4.用伏安法测某一电阻时,如果采用如图所示的甲电路,测量值为R 1 ,如果采用乙电路, 测量值为R 2,那么R 1 、R 2与真实值R 之间满足关系( ) A .R 1>R >R 2 B .R >R 1>R 2 C .R 1<R <R 2 D .R <R 1<R 2 V A V A

伏安法测电阻之电流表内接外接法

外接法 内接法和外接法的选择 在伏安法测电阻的实验中,什么时候选择电流表的外接法,什么时候选择电流表的内接法? 选择的根本原则:对于同一个电阻,哪一种接法的相对误差小就选哪一种 故要通过计算相对误差来进行选择,因为每次做题时不可能都进行相对误差的计算,故需要总结简单的规律,下次有需要时直接用这个规律进行解题。 一.误差的产生原因 无论是用外接法还是用内接法,所测得的R测都会与R真之间存在 误差,即是:无论用哪一种接法, 真 测 R R 外接法内接法

用外接法时,电压表的示数就是待测电阻两端的电压,但电压表 ,即电流表的示数是流过电压表和R的总 电流,并不是流过待测电阻的真实电流, 故用外接法时,测得的电阻值会比实际的电阻值小 同理,用内接法时,电压表测得的电压会比待测电阻两端的电压大,故用此法测得的电阻值会比实际的电阻值大 二.可用粗略的方法来判断用内接法还是外接法 根据上面的误差产生原因的分析可知,用外接法时误差的产生原因是电压表有电流流过,但当流过电压表的电流很小很小时,这种误差是可以直接忽略的,也就是说流过电压表的电流很小很小的时候,这种情况下应该选用外接法?那么什么情况下电压表的电流很小到可以忽略? 首先“很小”时相对流过待测电阻的电流而言的,因为电压表和 电阻是并联的,由并联电路的电流规律可知,(小电阻情况),绝大部分的电流都是流过R的,也就是说流过电压表的电流小到可以忽略,此时应用外接法 (大电阻情况),电流表分别 反之, 电流

表外接时的示数是2A的话,内接时的电流就只有1A,相对误差高达50%,这时候只能选择内接。

上面介绍的这种判断方法都是以待测电阻R 的大小作为参考的,当R 远远小于R V 的的时候就用外接(当R 为小电阻时),当R 和R V 相差不大的时候就用内接(当R 为大电阻时),但R 多大才算大,多少才算小,是以V A R R 作为对比参考的, 当V A R R R >时,此时的R 才算是“R 和V R 相差不大”,以下会说到 V A R R 是怎么得出来的 三.相对误差计算及规律归纳 相对误差计算公式:真 真测真实值真实值示值R | R -||-|R = (1)外接法: V R R += -+= = 真真真 真真 真真 真测相对误差R R R | R R R R |R | R -R |V V (2)内接法

电路测量时内接法与外接法的选择

电路测量时内接法与外 接法的选择 Document number:WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT

电路测量时内接法与外接法的选择 根据欧姆定律的变形公式I U R =可知,要测某一电阻x R 的阻值,只要用电压表测出x R 两端的电压,用电流表测出通过x R 的电流,代入公式即可计算出电阻x R 的阻值。 误差原因 由于所用电压表和电流表都不是理想电表,即电压表的内阻并非趋近无穷大,电流表也存在内阻,因此实验测量出的电阻值与真实值不同,存在误差。 测量方法 通常伏安法测电阻的电路有两个基本连接方法:内接法和外接法(电流表在电压表的内侧还是外侧)。 电路选择 在内接法电路中,因为电流表有内阻,在内接法的电路中电流表两端有电压,所以电压表测出的电压是电流表和待测电阻消耗的电压之和,比待测电阻两端的电压值大,利用= U R I 计算,这样测得的电阻值比真实值偏大,就产生了实验误差。 内接法测得的电阻值=X A R R R +内,误差原因:电流表的分压作用。 当测阻值大的电阻即X R >>A R 时,用电流表内接法测量电阻误差小。 在外接法电路中,因为电压表中有电流通过,所以电流表测得的电流是待测电阻与电压表中的电流之和,比流过待测电阻的电流值大,利用= U R I 计算,这样测得的电阻值比真实值偏小,也产生了实验误差。 外接法测得的电阻值=X V X V R R R R R +外,误差原因:电压表的分流作用。 当测阻值小的电阻即X R <

电流表内外接法选择依据的理论分析

电流表内、外接法选择依据的理论分析 全日制普通高级中学教科书物理(必修加选修>第二册第十四章“恒定电流”,介绍了伏安法测电阻的两种接法——电流表内、外接法,如图1。书中对如何选择接法来测电阻作了定性分析,本文将从定量的角度阐明内、外接法的选择依据,并给出了内、外接法测电阻时,电流表内阻、电压表内阻能否达到系统误差要求的判据。 1 内、外接法都存在误差 设电流表内阻为rA,电压表内阻为rV,用图1所示两种方法分别测量电阻时,测量值和真实值相比是大还是小? b5E2RGbCAP 1.1外接法存在误差 按图l(a>连接电路,即电流表外接法,电压表和待测电阻并联,因此电压表的示数就是电阻两端的电压,即 UV=UR 。电压表电阻很大,但是它还是分得了很小的一部分电流,即电流表的示数就是通过待测电阻R和电压表的电流之和,有IR

知,测量值比真实值小。外接法测出的电阻值R1是待测电阻R和电压表内阻rV并联的阻值,即 p1EanqFDPw 测量的绝对误差 测量的相对误差 当R远小于rV时,得 1.2内接法存在误差 按图l(b>连接电路,即电流表内接法,电流表和待测电阻串联,因此电流表示数就是通过电阻的电流,即IA=IR 。电流表阻值虽小,但它还是分得了一部分电压,电压表示数就是待测电阻和电压表的电压之和,有UR

R2=R+rA 测量的绝对误差 ΔR2= R2-R 测量的相对误差 2 内、外接法选择依据的理论推导 上文已经指出,内、外接法都存在系统误差。在实际操作中,我们应该选择误差小的接法。那么“误差小”应如何确定呢? RTCrpUDGiT 在物理实验中,必须遵循微小偏差原则和实验误差一般控制在5%以内的原则,其中微小偏差原则是指,若采用近似方法给测量带来的系统误差小于实际测量所产生的误差的1/3时,则这一近似方法是合理的,可以被实验所采用。笔者将在上述两个原则的基础上,推导出内、外接法的选择依据。 5PCzVD7HxA 由上述两原则得,当采用内接法时 解得

电流表的内外接法专题

电流表的“内外”接法专题 1、伏安法测电阻的两种电路 电流表接在电压表两接线柱外侧,通常叫“外接法” 如图a 电流表接在电压表两接线柱内侧,通常叫“内接法” 如图b 因为电流表、电压表分别有分压、分流作用,因此两种方法测量电阻都有误差电流表外接法电压表示数R V U U =电流表示数V R A I I I +=A V I U R =测V R R I I U R -=真,说明电压表内阻带来的影响大,即电阻跟电压表的电阻相差较小,属于“大电阻”,应采用内接法,如果??U U I I >,说明电流表内阻带来的影响大,即电阻跟电流表的电阻相差较小,属于“小电阻”应采用外接法。 1.图中若考虑电流表和电压表的内阻影响,用两表示数算出的R 测=U/I ( ) A .比R 真实值大. B .比R 的真实值小. C .引起误差的原因是I 偏大 D .引起误差的原因是U 偏小. 2.图中,考虑两表的内阻影响,用两表的示数算出的R 测=U/I ( ) A .比R 的真实值小. B .比R 的真实值大. C .引起误差的原因是U 偏大. D .引起误差的原因是I 偏小. 3.用伏安法测电阻时,电流表外接电路和电流表内接电路的误差来源是 ( )

电流表内外接法测定电源的电动势和内阻的误差分析 谦博

电流表内外接法测定电源的电动势和内阻的误差分析 一、两种测量电路的比较和测量电路的选择: 按电流表内外接法的不同进行分类,测定电源的电动势和内阻一般有以下两种电路可供选择。 在甲图中,相对于被测量的电源而言,电流表属外接。由图可知,V A I=I I +,其中I A 为电流表读数,I V 为电压表的分流。我们在测量时,取I A =I ,忽略了电压表的分流I V ,引起了系统误差。当R V >>R 时,I V <>R ,才可以减小系统误差。 在乙图中,相对于被测量的电源而言,电流表属内接。由图可知,路端电压V A U=U +U ,其中U V 为电压表读数,U A 为电流表的分压。在测量时取U V =U ,忽略了电流表的分压U A ,引起了系统误差。当电源内阻r>>R A 时,U A <测真……………(5)所以r 测

电流表内外接法的选择教学内容

学习资料 仅供学习与参考电流表内外接法的选择 电压表和电流表连入电路可以有两种方法:一种是 如图所示的电路叫做电流表外接电路(简你“外接 法”);一种是如图所示电路叫做电流表内接电路(简 称“内接去”).由于电流表、电压表内阻的影响,不 管采用电流表内接还是外接都将会引起误差.外接法的 测量误差是由于电压表的分流作用而产生,由并联电路 中电流分配与电阻成反比可知当时,电压表的 分流作用可忽略不计,此时,可见对于小 电阻的测量宜采用外接法电路.内按法产生的误差是电流表的分压作用,由串联 电路的电压分配与电阻成正比可知,当时,电流表的分压作用很小,可忽略不计,此时,所以对大电阻应采用内接法电路.那么如何确定R 值是较大还是较小呢?根据以上分析可知,当被测电阻与电压表内阻的关系满足即时应采用“外接法”较准确;当被测电阻与电流表的内阻相比满足即时,采用“内接法”测量误差较小.若当时,电压表的分流作用和电流表的分压作用对测量结果的影响是相同的,此时既可选择“内接法”也可选择“外接法”.,此时的R我们常称为临界电阻.当时,电流表的分压作用较 电压表的分流作用明显,应采用外接电路,当时,电压表的分流作用较电流表的分压作用明显,应采用内接电路. 例2 有一小灯泡上标有“6V0.6W”的字样,现在要用伏安法测量这个灯泡的 图线,已知所用器材有:是电流表(0~0.3A,内阻1);电压表(0~15V,内阻20k);滑动变阻器(0~30,2A); 学生电源(直流9V);开关一只、导线若干.为使实 验误差尽量减小,画出合理的实验电路图. 分析与解因为电压表内阻远大于灯泡的最大阻值60, 因此选择电流表外接法.电路如图所示.