安培表内接法的探究

王军

摘 要：伏安法测电阻是高中物理教学中一个最为基本和常用的实验方法。高中物理教学中采取安培表内接法，电流表不是理想仪表，有一定的阻值，在接入测试电路中不可避免 地要分压，从而改变被测电路的状态，产生系统误差。如何减小电流表内阻的影响，获得准确的测量值，本文对安培表内接法测电阻产生误差的原因进行分析。

關键词：安培表内接法；数据处理；误差分析

电阻测量的最基本方法是伏安法，其基本原理是部分电路的欧姆定律，即用伏特表测出电阻两端的电压，用安培表测出流过电阻的电流，根据R=U/I测算出电阻。但由于实际的安培表的电阻不可能等于零，故采用安培表的内接法，存在测量的系统误差。那么能否用安培表的内接法准确测出待测电阻的阻值呢？为此必须首先搞清安培表内接法测电阻的误差原因，然后从原因入手分析。

1 实验目的

探究安培表内接法中，电阻箱接入不同阻值，通过与测量值对比，分析产生的误差大小，探究安培表内接法的误差来源。

2 实验仪器

稳压电源、毫安电流表、伏特表、电阻箱、开关、导线若干。

3 实验方法：安培表内接法

4 实验电路图

5 实验步骤与内容

（1）按照原理作出安培表内接电路图（图1），并连接好电路。

（2）分别调节电阻箱阻值，记录此时安培表、伏特表读数，并填入表格。

（3）进行数据处理，并分析。

6 数据记录

8 误差分析

从图2所示的安培表内接电路（简称“内接法”）图中不难看出，安培表中测出的电流等于流过待测电阻的电流，而伏特表测出的电压并不等于待测电阻两端的电压，而是等于待测电阻两端的电压与安培表两端电压之和即UV=Ux+UA>Ux ，待测电阻Rx的阻值等于Rx两端的电压与通过Rx的电流的比值即Rx=，由于电流表测量值准确，但电压表测量值偏大 ，导致了电阻测量值与真实值相比偏大，即 R测 > R真，可见安培表内接法测电阻的误差主要是由于安培表的分压引起的（安培表存在内阻），其测量值实际上测量的是待测电阻与安培表内阻串连之和R测=Rx+RA，若要能准确测出待测电阻的阻值，只要测出安培表的内阻，即可测算出待测电阻的准确阻值即R测=Rx-RA。

9 结语

物理是一门以观察和实验为基础的学科，实验教学是物理知识教学的基础。伏安法测电阻是中学阶段简单的测电阻实验，但也是一个重要实验，而安培表的内接法又是这一实验的难点，因此弄清安培表的内接法，可减小有关伏安法测电阻实验误差。