千万不能失“约”

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1、千万不能失“约”―――由两道实验习题所想到的内蒙古赤峰红旗中学物理组（024005）　赵书海http://www.DearEDU.com在中学物理课中，用"伏安法"测未知电阻是电学里的一个基本实验，安排这一实验的目的，在理论方面着眼于加深对欧姆定律的理解和掌握。在实践方面着眼于熟悉联接电路、安培计、伏特计的读数，变阻器接线和使用等技能。　　笔者在今年的高考复习中，遇到两个极其相似的测量电阻的实验题，所给出的答案却似乎是相悖的。因有感发表拙见，敬请指正。　　　原题1：摘自高考1＋！丛书《考前抢分　物理》测量金属丝的电阻率，要先测出它的电阻Rx（约为10Ω），备用器材如下：A、电源，电动势3

2、V左右。B、电流表，量程0－－500mA，内阻2Ω。C、电流表，量程0――3A，内阻0.15Ω。D、电压表，量程0――3V，内阻3kΩ。E、电压表，量程0――15V，内阻15kΩ。F、阻值变化范围0――10Ω，额定电流为0.3A的滑动变阻器。（1）为了准确的测出电阻，电流表选（　　　　）；电压表选（　　　）。（2）画出测量电路图。解析：（1）因为电源的电动势为3V左右，所以电压表应该选D。又因为最大电流　　　，待测电阻的电流不可能超过300mA，帮电流表选　B。（2）因为电流表的内阻为2Ω与待测电阻10Ω相差不太大，而Rx<

3、从这个角度电路既可以接成限流电路，也可以接成分压电路。但若接成分压电路，因为电路的最大电流，就是说当待测电阻支路没有电流流过时，干路电流为0.3A，已经等于滑动变阻器允许通过的最大电流，当待测电阻并联支路接通后，干路电流还要增大（因为多并联上一个无论多大的电阻，电路的总电阻减小，总电流增大），所以此电路必须接成限流电路，如右图。上述的解析过程，对于电流表的内外接法①和滑动变阻器的分压限流接法的选择本是无可厚非。但无独有偶，在今年的高考复习中，“创博智典实战试题（理综）（www.cbzdedu.com）”试卷中，有如出一辙的测电阻实验题出现。原题2：从下面给定的器材中选出适当的实验器材（有

4、些器材的阻值是大约值，有些器材的阻值是准确值）。设计一个测量阻值Rx约为15kΩ的电阻的电路，要求能测量多组数据，要尽可能提高测量的精确度。　　电流表A1，量程1mA，内阻rA1大约1Ω。　　电流表A2，量程0.3mA，内阻rA2大约50Ω。　　电流表A3，量程0.1mA，内阻rA3大约100Ω。电流表V1，量程10V，内阻rv1大约15kΩ。电流表V2，量程3V，内阻rv2大约10kΩ。滑动变阻器R1，全阻值500Ω，额定电流为1A。滑动变阻器R2，全阻值5000Ω，额定电流为1A。电池组，电动势3V，内阻很小但不能忽略。开关及导线若干。（1）测量电路中电流表应该选（　　　　）；电压表

5、应该选（　　　　）；滑动变阻器应该选（　　　　　）（只填代号）（2）在图示的线框中画出测量Rx电路图。　（3）在所测量的数据中选一组数据计算Rx，计算表达式Rx＝（　　　　　　　　　），表达式中各符号表示的意义是（　　　　　　　）。答案：（1）A2　　V2　　　　R1（2）见右上。（3），U表示电压表V2的示数，I表示电流表A2的示数，rv表示电压表V2的内阻。大大出乎意料，此题中竟然“无视”伏安法的特点，反其道行之，用了电流表外接法，考虑了电压表V2的内阻。是“电流表内外接”的判断方法失灵了，还是……？对比原题1和原题2，老师和学生们都显得一头雾水，到底应不应该介入电表内阻呢？　何时才

6、能介入电表内阻呢？经过反复推敲，多方查证相关资料，最后确定：（1）、伏安法测电阻的实验中，电流表内外接法的应用前提条件是电流表、电压表的内阻未知（即某些题中给出的是大约值），这样才有了待测电阻Rx与Rv　　RA的比较过程。（2）、伏安法测电阻的实验中，若两表的内阻均为已知，在不考虑用电表内阻对系统误差修正②的情况下，电流表的内外接法还是适用的（如原题1）；但若考虑用电表内阻对系统误差修正，电流表的内外接法则不适用了（如原题2）；如此修正情况下，原题1的分析就没有任何意义了，因为电表的内阻均是已知的，无论内外接都是能做出解释的。但问题是，一般的实验习题中是不提及对系统误差进行修正的，换言之

7、，若在伏安法测电阻的实验考查中明确指出要进行系统误差修正，那么对于电流表内外接法的考查将无意义。笔者认为，关于伏安法测电阻实验的自编习题、模拟试题甚至于高考真题，凡是想要考查“电流表的内外接”问题的，电表的内阻都应该记为“约”多少欧姆，只有这样才能回归此类习题真正之考查目的。为此又精心查找了近年来的高考试题，凡是涉及考查电流表内外接法的，给出的内阻都是大“约”值，这也正是考题的严谨严密和科学之所在。但学生用的部分高考复习资料中，与此