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高中电学实验中电阻测量方法之一(伏安法的测量电路)

如图所示,先将电流表与被测电阻连接,在电压表的两个接线点内,即为内连接法。内接法适用于电压表、电流表的内阻已知,待测电阻的近似值已知,且待测电阻值远大于电流表的内阻(在此情况下,认为待测电阻值约等于待测电阻与电流表内阻之和))或待测电阻值大于两者乘积的平方根电流表的内阻和电压表的内阻(关于平方根,我们在外接方法中说过)。此时,根据欧姆定律,Rx的真实值=(U测量值-U)/I测量值<Rx的测量值=U测量值/I测量值。可见该方法存在系统误差,测量值偏大。

2、电流表外接方法

如图所示,先连接电压表和被测电阻,电流表在电压表的两个连接点之外,这就是外连接法。外接法适用于电压表、电流表的内阻已知,待测电阻的近似值已知,且待测电阻值远小于电压表内阻时(此时此时,认为被测电阻的电流约等于被测电阻与电压表电流之和)或被测电阻值小于内阻乘积的平方根电流表的电阻和电压表的内阻(选择内接或外接的关键是看哪一个的相对误差较小,相对误差=(测量值-真值)/真值。内部相对误差为(RA/Rx),外部相对误差为Rx/(Rv+Rx),因为电压表的内阻远大于被测电阻,所以相对误差约等于Rx/Rv)。如果两种方法的相对误差相等,则可以近似得到根符号下的Rx=RvRA。因此,无论被测电阻是大还是小,都应将被测电阻的阻值与根号下的RvRA进行比较。这样,说大还是小就比较合理了。更容易操作或记住的是比较RA/Rx和Rx/Rv。比率较大的将首先连接。

此时,由欧姆定律可知,Rx=U测量值/(I测量值-I)的真实值大于Rx=U测量值/I测量值的测量值。可见该方法存在系统误差,测量值偏小。

3、试触法

当电压表、电流表待测电阻的阻值未知时,采用试触法。如果电压表变化明显,说明待测电阻与电流表内阻相似,误差较大,因此采用外接法。如果电流表变化明显,说明被测电阻的内阻与电压表相近,误差较大,因此采用内接法。为了以防万一,我们得谈谈什么是明显的变化?真正的变化显然是电压或电流的变化与两种情况下电压或电流的平均值的比率。

结论:大(被测电阻大)内(内接法)是高手技巧(系统误差大)。

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用户评论

七级床震

这个方法介绍的很清楚,以前老师教的时候我就没怎么理解,现在看一遍豁然开朗!图解的形式也很好,比文字描述更容易理解。

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像从了良

高中物理课的时候学的确实是这些,感觉电压、电流的关系还挺好玩的。后来忘了很多了,这篇文章很有用,可以复习一下当初的学习内容

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疯人疯语疯人愿

伏安法真是经典方法,这个实验经常要做,还是得熟悉掌握它!不过我的实验里用的仪器不太一样,可能有些操作步骤有所区别

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伪心

说起来这方法还挺简单啊,电压电流关系直接反映出来,感觉电阻计算也就不那么难了。我现在在学习电机知识,伏安法的原理也能在这里应用吗?

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(り。薆情海

其实我觉得用欧姆定律测量电阻更直观一些,毕竟公式本身就说明电阻、电压和电流之间的关联。伏安法相对复杂一点,需要考虑电流变化带来的误差

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走过海棠暮

这个实验真的很有意思!第一次接触到电学的时候做过的,记忆深刻。现在看起来还是像以前一样清晰易懂,感谢作者的分享!

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我怕疼别碰我伤口

高中物理实验真的有点枯燥,有时候感觉这些理论知识和实际生活没什么关系。还好伏安法这种方法能让我更容易理解电路的工作原理,也许有助于我将来学其他更深奥的电磁学知识

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孤败

老师教我们的时候用的就是这个伏安法,现在一看还是记忆犹新!不过我的实验好像没有用到万用表,都是用模拟器来测量电压和电流的,看来不同地方的教学方法也有些区别啊

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折木

之前学过电阻测量方法,但从来没尝试过用伏安法。这篇博文做得非常棒,图解清晰易懂,我打算找个时间自己动手实验一下,看看效果怎么样!

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£烟消云散

这篇文章讲得确实不错,把电阻测量的步骤梳理得很清楚,每个部分都有对应的解释,很容易理解。不过我觉得在介绍电路原理时可以更详细一点,比如对于电流方向以及电压测量方式的说明!

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千城暮雪

这个方法是不是比较耗时间呢?感觉还是用欧姆定律计算电阻更快一些,尤其是在实际测量中,时间总是非常宝贵的资源!

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在哪跌倒こ就在哪躺下

我觉得伏安法这种方法确实很有价值,它不仅能帮助我们理解电阻的本质,还能培养我们的实验操作能力。不过需要注意的是实验过程中可能会出现一定的误差,还需要仔细分析和判断!

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尘埃落定

我记得以前在做这个实验的时候遇到了很多困难,比如电路连接、数据记录等等,总感觉很复杂。现在一看这篇文章,仿佛回到了过去,那些难忘的经历又重新浮现出来!

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初阳

感谢作者分享这种方法!虽然高中物理课我已经毕业好多年了,但这个伏安法还是很有用的。以后有机会可以尝试测量一下家里的电器电阻看看效果!

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苏莫晨

其实我觉得用数字管代替万用表,测量电压更加精准,还能避免模拟数据带来的误差。当然,这种方法可能需要更专业的仪器和操作技巧

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巴黎盛开的樱花

这段话讲的都很详细,但是我还是一头雾水,感觉自己缺乏一些基本的物理知识基础啊.....

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