测电阻：电流表内接和电流表外接的研究.doc

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1、测电阻：电流表内接和电流表外接的研究——从2014高考物理试题谈起关于测电阻实验中的电流表外接和内接的问题，是高考的重点和热点，也是学生学习中的难点，有的同学总有点似懂非懂、似是而非的感觉。刚刚结束的2014高考，江苏省物理试题第10题，课标2理综卷第22题和浙江理综卷第题，就是是通过实验测电阻的问题，并且都与电流表的内接、外接有关的题目。本文借题发挥，从2014高考物理试题谈起，谈一谈测电阻实验中的电流表内接和电流表外接的问题。题目1：2014年高考江苏省物理试题第10题某同学通过实验测量一种合金的

2、电阻率.(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径.为防止读数时测微螺杆发生转动,读数前应先旋紧题10-1图所示的部件　▲　(选填“A”、“B”、“C”或“D”).从图中的示数可读出合金丝的直径为▲　mm.(2)题10-2图所示是测量合金丝电阻的电路,相关器材的规格已在图中标出.合上开关,将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中,发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化.由此可以推断:电路中　▲　(选填图中表示接线柱的数字)之间出现了　▲　(选填“短路”或“断路”).(3)在电路故障被排除后,调节滑动变

3、阻器,读出电压表和电流表的示数分别为2.23V和38mA,由此,该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7Ω.为了更准确地测出合金丝的阻值,在不更换实验器材的条件下,对实验应作怎样的改进?请写出两条建议_______________________________________________.【答案】（1）B0.410(2)7、9　断路（3）电流表改为内接；测量多组电流和电压值，计算出电阻的平均值。（或测量多组电流和电压值，用图象法求电阻）【解析】（2）中图示位置发生很小的变化即电压表读数3V

4、左右，电流表读数几乎为0。7、9之间断路会出现这个情况。根据电压表和电流表的内阻，计算电阻值，因为，所以要用电流表内接。这是学生知道的，但有的同学知其然不知其所以然，为什么要这样做呢？下面详细研究一下这个问题：1.电流表内接和外接电路本文的实物图转化为电路图如下甲图，是电流表外接，乙图则是电流表内接。2.误差分析本题电流表外接时，测量值为，因为测量值等于真实值与电压表内阻的并联值，即，可算出，误差为。电流表内接时，测量值为，误差为。因为电流表内接误差小，所以要电流表改为内接。3.进一步研究那么，如果待

5、测电阻的真实值是呢？则电流表外接时，测量值为,误差为。电流表内接时，测量值为，误差为。所以用电流表内接法和外接法差不多，都可以。如果待测电阻的真实值是呢？则电流表外接时，测量值为,误差为。电流表内接时，测量值为误差为。所以就要用电流表外接法了。总结规律：首先计算电阻的”标准值”，即。这个”标准值”是怎么得来的呢？令,即得。电路的选择：当待测电阻时，待测电阻算大电阻，用电流表内接法，当待测电阻时，待测电阻算小电阻，用电流表外接法。为什么呢？因为所谓大电阻，是比电流表内阻大得多，所以用电流表内接时，测量值

6、等于二者之和，其和与电阻真实值相比，差别较小，即误差小。所谓小电阻，是比电压表内阻小得多，所以用电流表外接时，测量值等于二者并联值，其并联值与电阻真实值相比，差别较小，即误差小。下面用电脑Ecel作出更多的数据，电阻真实值R外接测量值误差内接测量值误差109.966777410.33222610.332019.86754970.66225220.31.53029.70297030.99009930.314039.47368421.31578940.30.755049.18032791.63934450

7、.30.66058.82352941.96078460.30.57068.40390882.2801370.30.4285718077.92207792.59740380.30.3759087.37864082.91262190.30.33333310096.77419353.225806100.30.3110106.1093253.536977110.30.272727120115.3846153.846154120.30.25从数据表可以看出：1.电流表外接时，电阻越大，误差越大，电流表内接时，电

8、阻越大，误差越小。2.电阻等于30，误差几乎相等；电阻小于30，电流表外接的误差小于电流表内接的误差，所以用电流表外接法；电阻大于30，电流表外接的误差大于电流表内接的误差，所以用电流表内接法。下图是误差与电阻的关系图象。从图象我们可以更直观地看出如上的结论。题目2.2014年高考课标2卷理综第22题在伏安法测电阻的实验中，待测电阻Rx约为200Ω，电压表V的内阻约为2kΩ，电流表A的内阻约为10Ω，测量电路中电流表的连接方式如图（a）或图（b）所示，计