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标题 改进的伏安法测电阻的电路
范文

    

    

    摘 ? 要:指出了目前物理实验中伏安法测电阻的电路存在的问题,设计了一种改进电路,可以消除电表内阻的影响。

     关键词:电压表;电流表;电阻

    中图分类号:G633.7 文献标识码:A ? ?文章编号:1003-6148(2015)1-0063-1

    1 ? ?引 ? 言

     目前的物理实验,测量电阻仍然采用伏安法。教材中介绍了用电流表内接法测量电阻,测量结果需用电流表内阻修正,用电流表外接法测量电阻,测量结果需用电压表内阻修正,而电流表和电压表的内阻往往又不知道,需要临时测量,过程繁琐。如果把测量电路设计为图1,虽然只增加了一个开关S2和一个一般可调电阻Rw,测量结果中却完全消除了电表内阻的影响。从本质上讲,这种方法也属于用伏安法间接测量未知电阻Rx。

    图1 ?电路图

    2 ? ?实验过程

     步骤1 ?按图1接好电路,将电阻Rw调到最大值,闭合S1和S2,逐渐减小Rw,直到电流表满偏,记录电压表和电流表的读数U1和I1。

     步骤2 ?保持Rw不变,S1仍闭合,断开S2,记录电压表和电流表的读数U2和I2。

    3 ? ?数据分析

    设电源电动势为E,内阻为r,根据步骤1列列方程:

    根据步骤2列列方程:

    联立(1)、(2)得

    所得Rx仅由U1、I1、U2、I2决定,与E、r、Rg、Rw均无关。

     只要电压表和电流表的精度足够高,由式(3)算出的Rx就足够准确,测量精度就足够高。

     一般实验用电流表最大量程为0.6 A,按0.6 A估算,电源E=3 V,输出功率P=3 V×0.6 A=1.8 W。对于相串联的两节1号电池来讲,闭合S1和S2在短时间内读出U1和I1还是允许的,测量量程为mA级的电流表内阻更没问题。若实验室用电子式直流稳压电源供电,电路工作状态更加稳定。

     实验电路中,要求可调电阻Rw阻值必须稳定,在步骤2中保持Rw不变,S1闭合,断开S2时,电流表的读数I2最好为满偏的2/3左右,以保证测量具有较高的精度。

    参考文献:

    [1]杨月春.对一个RC电路动态响应的研究[J].技术物理教学,2011,(1):33.

    [2]伍永刚,殷银峰.以“助”促学 ?做学习的引领者——《伏安法测电阻》课例分析[J].物理教学探讨,2014,(2):28.

    (栏目编辑 ? ?王柏庐)

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更新时间:2025/3/14 16:33:48