初中物理论文伏安法测电阻的系统误差及消除电路全国通用

《初中物理论文伏安法测电阻的系统误差及消除电路全国通用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、伏安法测电阻的系统误差及消除电路用电压表测出电阻两端的电压U，用电流表测出通过电阻的电流I，根据欧姆定律可以求出待测电阻R=U/I，这种测量电阻的方法叫伏安法，常用的接法有以下两种．一、电流表外接法VASRxIIVIA图1外接法测电阻的原理如图1所示，当闭合开关S后，电流表的示数IA应等于电阻Rx上通过的电流I和电压表上通过的电流IV之和，即IA=I+IV.因此，由R=U/IA计算出的待测电阻值将出现偏差，这种偏差是由于电压表V的内阻RV不够大而引起的分流所造成的系统误差.设电压表内阻为RV,待测电阻测量值为R测,待测电阻真实值为Rx,由欧姆定律得，即.当RV>>Rx时,Rx=U/I≈U/

2、IA,可见待测电阻的实际测量值比真实值偏小.由外接法引起的系统相对误差为ε外=.由此可得,采用外接法时,待测电阻值比电压表内阻值小的越多,误差就越小,故当Rx<

3、表的示数尽量大些，读出电阻箱示数R1、电压表示数U1和电流表示数I1；②保持滑动变阻器Rˊ不变，将电键S2接2，读出电压表示数U2和电流表示数I2．由以上数据计算待测电阻RX的值．解析在步骤①中由欧姆定律得,所以,RRXSR/图3AV在步骤②中由欧姆定律得，将1/RV代入即可求得RX．⑵设法消去电压表内阻RV例2选取合适的器材，按图3连接好电路，测量未知电阻RX．实验步骤如下：①闭合电键S，调节电阻箱R，使两电表的示数尽量大些，读出电阻箱示数R1、电压表示数U1和电流表示数I1；②保持滑动变阻器Rˊ不变，调节电阻箱R，读出电阻箱示数R2（R2≠R1）、电压表示数U2和电流表示数I2．由以上

4、数据计算待测电阻RX的值．AVEKRxR图4I解析在步骤①中由欧姆定律得,在步骤②中由欧姆定律得，解以上两式消去RV即可求得RX.,二、电流表内接法内接法测电阻的原理如图4所示，该电路避免了电压表的分流而测准了电流I,但电压表测得的U是电阻Rx两端的电压Ux与电流表上的电压UA之和，即U=Ux+UA,其结果也产生了系统误差，设电流表内阻为RA,待测电阻测量值为R测,待测电阻真实值为Rx,由欧姆定律得R测=U/I=Rx+RA，即Rx=U/I-RA由上式知，当Rx>>RA时，Rx≈U/I,可见待测电阻的实际测量值比真实值偏大.由内接法引起的系统相对误差为ε内=.由此可得,采用内接法时,待测电阻

5、值比电流表内阻值大的越多,误差就越小,故当Rx>>RA时,采用电流表“内接法”电路.此时误差较小.由以上讨论可知，在电流表内接法中，既使满足Rx>>RA，测量结果仍然存在系统误差,原因是所用电流表的内阻RA不是零,在设计实验电路和实验步骤时，若能求出或消去RA，就可消除误差,常用方法和电路如下:AVS21RRX2S1R/图5⑴先求出电流表内阻RA，再测RX例3选取合适的器材，按图5连接好电路，测量未知电阻RX．实验步骤如下：①闭合电键S1，将电键S2接1，调节电阻箱R，使两电表的示数尽量大些，读出电阻箱示数R1、电压表示数U1和电流表示数I1；②保持滑动变阻器Rˊ不变，将电键S2接2，读出

6、电压表示数U2和电流表示数I2．由以上数据计算待测电阻RX的值．解析在步骤①中由欧姆定律得U1=I1（RA+R1）,所以,AVRRXSR/图6在步骤②中由欧姆定律得U2=I2（RA+RX），解之可得待测电阻．⑵设法消去电流表内阻RA例4选取合适的器材，按图6连接好电路，测量未知电阻RX．实验步骤如下：①闭合电键S，调节电阻箱R，使两电表的示数尽量大些，读出电阻箱示数R1、电压表示数U1和电流表示数I1；②保持滑动变阻器Rˊ不变，调节电阻箱R，读出电阻箱示数R2（R2≠R1）、电压表示数U2和电流表示数I2．由以上数据计算待测电阻RX的值．解析在步骤①中由欧姆定律得，在步骤②中由欧姆定律得.

7、解以上两式消去RA即可求得RX．VA2S21RXR1R2S1图7例5选取合适的器材，按图7连接好电路，测量未知电阻RX．实验步骤如下：①闭合电键S1，将电键S2接1，调节滑动变阻器R1和R2，使两电表的示数尽量大些，读出电压表示数U1和电流表示数I1；②保持滑动变阻器R1和R2不变，将电键S2接2，读出电压表示数U2和电流表示数I2．由以上数据计算待测电阻RX．解析在步骤①中由欧姆定律得U1=I1（RA+R1）,所以,在