内接法与外接法内接法与外接法的概念初中物理课本上都认为电表是理想的,可实际问题并非如此。在我们使用电流表、电压表测量电阻(以及其他实验)时,就不得不考虑如何减小实验误差。 在高中物理恒定电路章节中,利用伏安法测量电阻的实验里,我们讲到了内接法与外接法,在这里做一个详细的表述。 电流表内接法与外接法并不难理解,我们来看两幅图: 左图中,电流表在电压表接线柱的“外侧”,我们称之为外接法; 而右图中,电流表在电压表的“内部”,我们将这种方法称之为内接法。 总之,内接法与外接法指的是电流表相对于电压表的位置。 电流表内接法与外接法对所测电阻阻值的影响分析(1)电流表内接法导致测量值比真实值大 如上图右图所示,电流表测量值为真实值,而电压表测量值比真实值要大,因为它测量的是Rx与电流表的总电压。这样,通过R=U/I来计算;所测量的结果就比真实值要大;因为分子变大了。 (2)电流表外接法导致测量值比真实值小 如上图左图所示,电流表测量值比真实值要大,因为它测量的是Rx与电压表的总电流,而电压表测量值为真实值。这样,通过R=U/I来计算;所测量的结果就比真实值要小;因为分母变大了。 高中物理网建议同学们在课下,分别画出上述两种测量模式下的U-I图来(R曲线图)。 电流表内接法与外接法读数电流表内接法做实验,电流表测量值为真实值,而电压表测量值比真实值要大(为R与电流表两端电压之和); 电流表外接法做实验,电压表测量值为真实值,而电流表测量值比真实值要大(为R与电压表两条之路的电流之和)。 电流表内接法与外接法的选取取参考量R=√(Ra*Rv);其中Rv、Ra分别代表的是实验中的电压表与电流表的阻值;实验题中待测电阻阻值为Rx; 当R>Rx的估计值时,我们认为参考量R的值较大,必然是Rv起到了主导作用(Rv的数值太大致使R较大),认为Rv比较理想,选择外接法。 当R<Rx的估计值时,我们认为参考量R的值较大,必然是Ra起到了主导作用(Ra的数值太小导致R偏低),认为Ra比较理想,选择内接法。 课堂上老师讲解速度很快,基本你能跟上,课下很容易忘。要想吃透这里,同学们需要借助上述两幅图,在课下多自己推导几遍,自己自主学习的效率和效果都是最好的。内接法,电流表处于电压表 内接法与外接法误差分析我们下面来探究内外两种接法的误差。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中增加了伏特计的分流电流IV,结果使测得的R数值比实际值要小些。但一般伏特许的内阻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,通过电压表的电流IV很小,可以忽略不计,认为I= IR,因此测量结果较为精确。 相对误差为: 电压表的内阻越大,相对误差越小。 (2)采用内接法时 电压表示数U等于R两端电压UR和电流表两端电压UA之和U=UR+UA,即,则 引起误差的原因是电压U中增加了电压表分压电压UA,结果使测得的R值比实际值要大些。如果待测电阻R的阻值比电压表的内阻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。 相对误差为: 可见电流表的内阻越小,相对误差越小。 待测电阻的阻值大小是相对于所用仪表的内阻来说的。量程大的电流表内阻小,量程小的内阻大;量程大的电压表内阻大,量程小的内阻小。但量程大的电表每小格表示的安培数或伏特数较大,对于很小的电流和电压读不出较准确的值来。 参考文献 闭合电路欧姆定律 http://gaozhongwuli.com/zt/omdl/470179.html 扫码关注王尚老师微信公众号teacherws,免费获取物理教学视频资料。 收藏这篇文章到:
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