对伏安法测电阻系统误差修正

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1、对伏安法测电阻系统误差修正　　中图分类号：O4文献标识码：A文章编号：1007-0745（2014）01-0248-01摘要：伏安法测电阻是电学实验中最基础，同时也是最重要的一个实验之一。它的理论基础是欧姆定律。大学期间要求会利用伏安法对电阻的阻值进行更精准的测量提出了更高的要求，而要使测量结果达到更精准，在不考虑其他人为操作和环境的因素下，减小或消除实验的系统误差是一个极为有效的手段。关键词：伏安法电流表外接法电流表内接法系统误差引言5测量电阻阻值的方法之一是伏安法。利用伏安法来测电阻时，我们通常会采用两种实验电路来对电阻进行测量，一种是电流表外接

2、法，另一种是电流表内接法，而两种方法测量的结果都会有误差[1]，具体要选用哪种实验电路来进行实验使得实验结果误差较小呢？我们通常认为当未知电阻R2x>RVRA时我们采用电流表内接法，反之则采用电流表外接法[2]。然而在实验中，一般提供给我们的电阻阻值是不知道的，因此就无法利用以上的方法来判断应该使用哪种电路来进行实验。即使我们知道了待测电阻的阻值范围，可以从以上两种电路中选择适合的实验电路，但是由于电流、电压表本身内阻的存在，在实验结果上还是会存在一定的系统误差[3]。在伏安法测电阻实验中，消除系统误差的方法有很多[4]，通过对传统的电流表内、外接法

3、做了详细分析后，为消除测量过程中因电表内阻的存在而引起的系统误差，使测量结果变得更精准，我们设计了一种实验电路图，并通过理论推导得出相应的修正式子来进行修正系统误差。1、对由于电流表内接法中电流表的分压作用引起的系统误差修正我们设计了如下所示的实验电路图一，图中R0为一个已知电阻，Rx为待测电阻，设它的测量值为Rx测真实值为R真，电流电压表的内阻分别为RA、Rv根据电路图进行如下两个步骤的操作。（1）将开关S打到1，则通过电压表、电流表读出示数为U1、I1，则利用欧姆定律我们可以得到如下的关系式：I1（RA+RX）=U1既可推出：RX测=（U1-I1

4、RA）/I1（1-1）（2）将开关S打到2，再利用滑动变阻器来调节电流表的示数仍为I1，此时我们通过电压表得到电压示数为U2，则利用欧姆定律得到下列关系式：I1（RA+R0）=U25既可推出：I1RA=U2-I1R0（1-2）将（1-2）带入（1-1）并化简我们就得到：RX测=（U1-U2+I1R0）/I1利用上式的关系我们就可以得到RX测=R真达到了对电流表内接法中由于电流表内阻分压作用而引起的系统误差的修正。2、对由于电流表外接法中电压表的分流作用引起的系统误差的修正实验电路设计如图二所示，同样我们实验中仍进行两步操作。（1）将开关S打到1处，调

5、节滑动变阻器从电压电流表读出示数分别为U1，I1，我们设流经电压表的电流为IV，则有如下关系：（I1-IV）R0=U1（2-1）（2）将开关S打到2，调节滑动变阻器使得电压表的读书仍为U1，此时电流表读数为I2，则由欧姆定律有如下关系：（I2-IV）Rx=U1（2-2）将（2-1）式减去（2-2）式得出：Rx测=U1R0/[U1-（I1-I2）]（2-3）利用上式的关系我们就可以得到RX测=5R真达到了对电流表内接法中由于电流表内阻分压作用而引起的系统误差的修正。3、总结与分析通过以上设计的电路图和实验理论的推到，我们利用本文中的相应的修正公式来处理

6、实验得到的数据，结果表明该方法得到的测量结果相比以往的两种方法来说更精准。同时实验中我们使用到的仪器都是电学实验中极为常见的熟知的，并且操作简单，目的明确，消除系统误差的效果显著。参考文献：[1]於罗英.探究“伏安法测电阻”.江苏；中学物理教学参考，VOl

7、41NO.1—2Jan.-Feb.2012.[2]黄溪发.伏安法测电阻初探.漳州城市职业学；中学理科园地，2007年第四期.[3]朱晓瑞.伏安法测电阻时由RA和Rv引起的系统误差的修正.江苏；长春教育学院学报，2010年12月第26卷第6期.[4]李维兵.伏安法测阻实验中系统误差的消除.江苏省南通

8、高等师范学校；中学物理教学参考，Vo1.39NO.5May.2010.作者简介：①尚伦华，男-汉族，贵州纳雍县人，5贵州师范大学物理与电子科学学院2011级物理专业学生出生于1991年10月。②鲁晓娟，女-汉族，贵州安顺市人，贵州师范大学物理与电子科学学院2011级电子信息科学与技术专业学生出生于1993年5月。③宋杰，男，23岁，贵州籍贯，贵州师范大学物理与电子科学学院2011级物理学专业学生。④张俊杰，新疆库尔勒人，贵州师范大学物理与电子科学学院，研究生二年级，课程与教学论方向。5