用相对误差分析探究电表内阻对测量影响

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1、用相对误差分析探究电表内阻对测量影响江苏姜堰市第二中学胡小军摘要：中学的探究实验活动在整个中学阶段有着十分重要的意义。新课程标准把探究式学习提到了学习方式的核心地位，但如何在教学中实现这种转变是能否落实这i课程理念的重要问题。本文用相对谋芜分析对中学物理电学部分电流表和电压表在电路所做的影响展开讨论的，设计了物理学中的探究实验深入了解教科书中所没冇揭示的问题，也为大家对电学的内涵拓宽了思维空间。关键词：相对误差误差分析内阻电表前言在小学教学过程屮往往以授课的形式为主，这样就扼杀学生的探究精神。在新的课程标准屮就提出了学牛耍搞一

2、些探究式的实验活动，这样能培养寻牛的创新意识。从过程的意义来看，科学的本质就是探究，是不断地追求真理和不断地修正错误，不断地创新。学习科学,如果只是学习科学的结论，而忽视了对■科学探究的理解和体验那就不能很好地理解科学的本质。另外，科学探究的学习过程能促进学生主动建构具有个体意义的科学知识和技能，习得科学探究思维的方式、方法和能力；科学探究的学习活动侑利于科学知识、技能、方法、能力、态度、情感在学生自身人格中内化，使学生的科学素养得以全面提升。从“现代社会需求的变化”看，科学探究式学习也是越来越重要。而科学探究式学习主耍体现在

3、探究式的实验活动中。探究实验首先要发现问题。像本文在实际电路中发现由于电表的接入，使得实际电压或电流值偏大或偏小，这就引发我们到底是什么原因导致的。发现了问题之后就要进行大胆的假设而这种假设冇时正确，冇时错误。往往要很多次的实验來不断证实，在这个过程中须收集大量的科学数据，在对它进行分析研究。发现实验本身表而无法看出的结论。在小组讨论的吋候把实验的现象上升到理论的角度，从而认识事物的客观规律。把人们以而未知的理论转变为可知的，把零碎的转变为统一的。这也是探究实验的精髓所在。正文物理学的学习方式有很多，而实验的方法是物理学的前驱

4、者。在中学教学中，尤其是在今天新课程标准提上II程示，科学探究实验是解决我们未知领域的钥匙。由屮学实验出发探讨电流、电压、电阻之间的关系，将会给我们很多新奇的发现。首先我们来考虑一下理想情况下它们ZI'可的关系。当安培的兴趣还集中在电流石前效应的研究时，徳国的欧姆(G.S.Ohm)1789-1854)就开始了对导线中电流规律的研究。为了测量电流表的强度。欧姆独创地应川库仑的方法制造了“电流扭秤”。他把导线沿了午线方向放置，在导线上方放一用线悬挂着磁针。磁针就发生偏转，因为磁针偏转的角度就可以测出电流的强度。于是他配制相同粗细(

5、7196英寸)不同长度的八种导线，长度分别为2、4、6、18、34、66、130英寸。分别插入线路中，测得每次线路中电流强度。得出令人满意的等式X二以(b+x)(1)x度为x的导体磁效应强度。a和b分别是依据激发力和电路其余部分的电阻的常数。实验证明a表示电动势，b+x表示回路的总电阻，X表示电流强度，这就是欧姆定律。这结果在1826年以《金属导电定律的测定》一文发表在《化学与物理学杂志》上。在我们的高中物理选修3—1中，欧姆定律是这样表示的I=U/R(2)和(1)式其实是同一回事。我们可以这样理解，在一个电路屮，导体小的电流

6、I跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻成反比。在实际的生活中，我们是用电流表测定。它的电流值T,电压表测得它的电压U。由欧姆定律可得可测电阻的电阻值R。在屮学的实践屮，我们只要读岀电流表、电压表值即可得电阻值，在这样的一个实验中把电流表的电阻值认为是0,电流表的阻值是8。事实上为了达到或接近这个要求，我们尽可能地把电流表内阻做得很小。电压表的内阻做得尽可能大。但是无法达到它的0或8这个标准C所以说在实验屮由于电流表和电压表的内阻而影响到我们实际测量值，从而所得电卩ri的卩ri值偏离真实值。对此本文主要讨论实际电流表、电压表的

7、原理，并在实际的电路屮如何影响测量值。以下是J01407-I型宜流电流表两端串联接入电路•当电流流过，由于磁场内通电线圈相互作用使动圈偏转，且上面附有指针，可读数电流值，乂如图（1）所示整个电流计并上小电阻，所示电流表的自身内阻相当小。一般情况可忽略。3*图⑵关于J01408-I型直流电压表。把电压表并联接入线路。同样原理可使指针偏转从而读出电压值，木身它相当于并入一个大电阻流过大电阻流过大电阻的电流极小，一般情况视为其电阻8大。但是往往在许多悄况，这种由电流表或电压表的内阻所带来影响是较为明显的。下而是我们利用稳压电源所做的

8、实验，能较好地说明这-问题，1准备部分低压电源J120-T.稳压电压选择6V,用万用表测输岀电压为5.9Vo当电源接入图（1）的电路屮，再次测得输出电压仍为5.9V,同理当电源接入图（2）的电路中，测得电源的输岀电压仍为5.9V,说明在这些过程中电源的输出电压无漂移现象,可直