伏安法测电阻时选择电流表内接还是外接的一个方法就是利用内外接判断公式:

物理选修3-1恒定电流公式(高中物理选修3-1)(1)

,个人感觉在考试时用

物理选修3-1恒定电流公式(高中物理选修3-1)(2)

做判断更方便一些。其中

物理选修3-1恒定电流公式(高中物理选修3-1)(3)

为被测电阻,

物理选修3-1恒定电流公式(高中物理选修3-1)(4)

为电流表内阻,

物理选修3-1恒定电流公式(高中物理选修3-1)(5)

为电压表内阻。

内外接判断公式的理论依据是什么呢?

我们知道电流表采用内接还是外接的主要目标是减少测电阻时的系统误差。因此可以从两种连接方法产生的相对误差来分析。

相对误差的定义为

物理选修3-1恒定电流公式(高中物理选修3-1)(6)

电流表内接

物理选修3-1恒定电流公式(高中物理选修3-1)(7)

电流表外接

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物理选修3-1恒定电流公式(高中物理选修3-1)(9)

时说明电流表内接产生的相对误差小于电流表外接产生的相对误差,因此应该电流表内接。当

物理选修3-1恒定电流公式(高中物理选修3-1)(10)

时说明电流表外接产生的相对误差小于电流表内接产生的相对误差,因此应该电流表外接。当

物理选修3-1恒定电流公式(高中物理选修3-1)(11)

时内外接都可以。

即当

物理选修3-1恒定电流公式(高中物理选修3-1)(12)

时,电流表应该内接,即当

物理选修3-1恒定电流公式(高中物理选修3-1)(13)

时,电流表内接。由

物理选修3-1恒定电流公式(高中物理选修3-1)(14)

可以得出

物理选修3-1恒定电流公式(高中物理选修3-1)(15)

,这是事实上判断电流表内接的准确判断式。

但为什么我们在实际中使用

物理选修3-1恒定电流公式(高中物理选修3-1)(16)

呢?

因为在我们进行伏安法测电阻的实验中并不要求进行这种准确的判断,需要的是较准确并且较简单快速的判断公式。由于电流表和电压表的特性导致相对于被测电阻

物理选修3-1恒定电流公式(高中物理选修3-1)(17)

来说,

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很小,

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居中,

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很大,因此

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相对于

物理选修3-1恒定电流公式(高中物理选修3-1)(22)

物理选修3-1恒定电流公式(高中物理选修3-1)(23)

来说数值很小,忽略掉

物理选修3-1恒定电流公式(高中物理选修3-1)(24)

对准确性影响较小并能简化判断,因此将公式简化为:当

物理选修3-1恒定电流公式(高中物理选修3-1)(25)

时采用电流表内接。

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