伏安法测电阻之内外接法
(完整word版)关于伏安法测电阻的内接法与外接法
关于伏安法测电阻的内接法与外接法利用电压表和电流表测电阻R的电路有两种接法。
（1)电流表内接法电路：如图1。
结果：测量值偏大,即R测〈R。
定性解释:电流表内接时,电流表的读数与R中的电流相等。
但由于电流表的内阻R A≠0，而具有分压作用,使电压表读数大于R两端电压，因此,由R测=U/I算得的电阻偏大。
定量分析:因为电压表所量得的是R和R A的串联电压，所以测得值是R和R A的串联等效电阻，R测=U/I=R ＋R A﹥R0绝对误差ΔR内=R测R=R A。
因此，在待测电阻R》R A时（这时电流表的分压很小），内接法误差小。
(2)电流表外接法电路：如图2.结果：测量值偏小，即R测〈R.定性解释：电压表的读数与R两端电压相等.但由于电压表内阻R V≠∞，而具有分流作用，使得电流表的读数大于流过R的电流，因此由定量分析：因为电流表量得的是通过R和R V的总电流，所以测得值是R和R V的并联等效电阻.因此，在待测电阻R《R V(这时电压表分流很小）时,外接法误差小。
在实测中,内、外接法的选择并不都是理论上越精确就一定越好。
例如：设待测电阻R=5Ω，电流表电阻R A=0。
05Ω，电压表电阻R V=10KΩ。
理论结果似乎说明外接法更好,但实际上我们使用这两种线路所得测量值是会相同的。
这是因为任何一种指针式电表，由于制作时磁钢的强弱、动圈电阻的大小、刻度的间距、阻尼的大小等等因素不可能都绝对相同，因此电表本身就具有一定的误差——误差等级，中学学生实验使用的电流表、电压表一般都是2。
5级电表,即测量误差可达最大刻度值的2。
5％。
在这种情况下，δ内=l%和δ外=0。
5‰的差别，电表本身已不能反映出来，因此测量结果将相同。
但如果待测电阻是0。
5Ω，则内接法的误差就会达到10％！这时就应使用外接法了。
在实测中，不一定都能事先知道待测电阻的大概值，也不一定很清楚R A和R V的大小。
为了快速、准确地确定一种较好的接法，可以按以下步骤操作:①将待测电阻R与电流表、电压表如图3接好,并将电压表的一根接线K空出。
伏安法测电阻内接法外接法
2．实验器材 （1）测量器材：
电流表
主要用来测量电 路电流.
1
电压表 主要用来 测量电路中 两端电压。
2
（2）调节器材：
滑动变阻器
滑动变阻器是一个可以连续改变电阻值的可
变电阻，在电路中能起到调节电流的大小及两
①5（3分）； ②4（3分）； ③
说明：画出答图1给4分，只画出答图2给2分。
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• 练习2、 • （2013•浙江模拟）某校物理课外研究小组
的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线，可 供选用的器材如下： 小灯泡L，规格“4.0V，0.7A”； • 电流表A1，量程3A，内阻约为0.1Ω； • 电流表A2，量程0.6A，内阻r2=0.2Ω； • 电压表V，量程3V，内阻rV=9kΩ； • 标准电阻R1，阻值1Ω；标准电阻R2，阻 值3kΩ； • 滑动变阻器R3，阻值范围0～10Ω； • 滑动变阻器R4，阻值范围0～1kΩ； • 学生电源E，电动势6V，内阻不计；开关S16
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【例1】某同学为探究小灯泡电阻R与两端电压U的关系，描绘 R随电压U变化的图象.实验室备有：除“3.8 V，0.3 A”的待测 小灯泡；导线和开关外，还有以下一些器材可供选择 ：
电流表：A1(量程100 mA,内阻约2 ) A2(量程0.6 A，内阻约0.3)
电压表：V1(量程5 V，内阻约5 k) V2(量程15 V，内阻约15 k）
滑动变阻器：R1(阻值范围0～10 ) R2(阻值范围0～2 k)
电源：E1(电动势为1.5 V，内阻约为0.2 ) E2(电动势为4 V，内阻约为0.04 )
伏安法测电阻内外接法的标准的推导方法
伏安法测电阻内外接法的标准的推导方法
伏安法（the volt-ampere method）是一种测量电阻的方法，通
过测量电流和电压的关系来确定电阻值。
电阻内外接法是一种常见的伏安法测量电阻的电路连接方式，它通过在待测电阻两端接入电流源和电压测量仪器，来测量电流和电压值。
以下是伏安法测电阻内外接法标准的推导方法：
1. 建立电路连接：将待测电阻连接到电流源和电压测量仪器上，形成一个闭合电路。
电流源可以是恒流源或可调电流源，电压测量仪器可以是电压表或万用表。
2. 施加电流：调整电流源的输出，施加一个恒定的电流值（例如10mA）通过待测电阻。
3. 测量电压：使用电压测量仪器测量待测电阻的电压值。
确保测量仪器的量程足够大，以满足待测电阻的电压范围。
4. 计算电阻值：根据欧姆定律，电阻值R可以通过Ohm's Law 来计算：R = V/I，其中V为待测电阻的电压值，I为施加的电
流值。
5. 可选步骤：可以重复上述过程，使用不同的电流值来测量待测电阻的电压，并计算得到不同的电阻值。
然后可以通过取多个测量值的平均值来提高测量结果的准确性。
需要注意的是，在进行伏安法测电阻内外接法时，应保证电流
值施加平稳且恒定，避免电流突变导致测量误差。
同时，电压测量仪器的内阻应足够大，以避免测量电压时对电路产生影响。
伏安法测电阻内外接法的选取原理讲解
伏安法测电阻内外接法的选取原理讲解以伏安法测电阻内外接法的选取原理讲解为标题伏安法是一种常用的电阻测量方法，通过测量电压和电流来计算电阻值。
在进行伏安法测电阻时，我们需要选择合适的内外接法，以确保测量结果的准确性和可靠性。
伏安法测电阻的内外接法有四种，分别是两线法、三线法、四线法和五线法。
不同的接法适用于不同的测量场合和要求。
下面将详细介绍每一种接法的选取原理。
1. 两线法：两线法是最简单的电阻测量方法，它只需要一对电压引线即可完成测量。
但由于电流通过电压引线的电阻会产生误差，所以两线法适用于测量较大电阻值的情况，对于较小的电阻值测量则不太准确。
2. 三线法：三线法是在两线法的基础上增加了一根电流引线，将电流引线与电压引线分开，从而消除了电压引线电阻带来的误差。
三线法适用于较小电阻值的测量，可以提高测量的准确性。
3. 四线法：四线法在三线法的基础上增加了一根电流引线，将电流引线与电压引线分开，并且通过另外两根电压引线来测量电流引线的电压降，从而消除了电流引线电阻的影响。
四线法适用于对于精确测量要求较高的场合，可以排除引线电阻对测量结果的影响。
4. 五线法：五线法在四线法的基础上增加了一根电流引线，将电流引线与电压引线分开，并通过两根电流引线来测量电压引线的电压降，从而消除了电流引线电阻和电压引线电阻的影响。
五线法是最精确的电阻测量方法，适用于对测量结果要求非常高的场合。
在选择内外接法时，需要根据测量的电阻值大小、测量要求的精确度以及实际测量条件来综合考虑。
对于较大电阻值的测量，可以选择两线法或三线法；对于较小电阻值的测量，可以选择三线法或四线法；对于精确测量要求较高的场合，可以选择四线法或五线法。
伏安法测电阻内外接法的选取原理是根据测量要求和实际条件来选择合适的接法，以确保测量结果的准确性和可靠性。
根据电阻值大小、测量要求的精确度以及实际测量条件来综合考虑，选择合适的内外接法进行电阻测量。
伏安法测电阻(内接法与外接法)
伏安法测电阻（内接法和外接法）【原理】【电路图】电流表外接法【误差分析】1.因为，U的测量值与真实值相等,I的测量值比真实值偏大，所以的测量值比真实值偏小。
2.误差来源：电压表分流。
越小，则电压表分流比例越少，误差越小，∴该电路适合测量小电阻,即:的情况。
3.在外接法中,如果知道电压表内阻，可消除由电压表内阻引起的系统误差。
【电路图】电流表内接法【误差分析】1.因为，U的测量值比真实值偏大，I的测量值与真实值相等，所以的测量值比真实值偏大。
2.误差来源：电流表分压，越大，则电流表分压比例越少，误差越小∴该电路适合测量大电阻，即:的情况。
3.在内接法中如果知道电流表内阻,可消除由电流表内阻引起的系统误差.【电路选择】（1）方法一:已知待测电阻估计值时——比较法。
若已知待测电阻阻值约为，电流表内阻为，电压表内阻为。
当，即时,说明是大电阻。
当，即时，说明是小电阻。
【口诀】“大内大，小外小”。
解释：大电阻用内接法，测量值比真实值偏大;小电阻用外接法，测量值比真实值偏小。
（2）方法二：不知道待测电阻估计值时—-试触法。
若不知道待测电阻的估计值,应使用试触法判断应该选用内接还是外接。
【操作】将s分别于a、b接触一下，观察电流表和电压表的示数变化情况。
【判断方法】(1)若电流表示数变化更为显著，说明电阻的电流与电压表的电流更为接近，说明待测电阻阻值与电压表内阻阻值更为接近,即是一个大电阻,应用内接法.(2)若电压表示数变化更为显著,说明电阻的电压与电流表的电压更为接近，说明待测电阻阻值与电流表内阻阻值更为接近，即是一个小电阻,应用外接法。
【说明】示数变化显著与否看相对值不看绝对值。
【口诀】“流变化大，内；压变化大,外”电流变化大用内接，电压变化大用外接.（也可以理解为谁误差大让谁测真实值，以便减小误差）。
用伏安法测电阻内接外接法
用伏安法测电阻内接外接法
外接法和内接法的具体连接见图3．9－2。
若待测电阻R的阻值较小，采用外接法测出的阻值较为准确，误差较小；若待测电阻R阻值较大，采用内接法测出的阻值较为准确。
下边具体分析这两种接法：采用外接法时，安培计中示数应是流过R的电流I R和通过伏特计电流I V之和，即I=I R＋I V，则R=U／I=U／（I R+I V）
引起误差的原因是电流I中增加了伏特计的分流电流I V，结果使测得的R数值比实际值要小些。
但一般伏特许的内阻R V较大，大约在几千欧姆左右，如果待测电阻R比伏特计内阻R V小得多，即R〈〈R V，则根据并联分流的性质，通
过伏特计的电流I V很小，可以忽略不计，认为I= I R，因此测量结果较为精确。
相对误差为
伏特计的内阻越大，相对误差越小。
采用内接法时，伏特计示数U等于R两端电压U R和安培计两端电压U A之和U=U R+U A，即，则
引起误差的原因是电压U中增加了安培计分压电压U A，结果使测得的R值
比实际值要大些。
如果待测电阻R的阻值比安培计的内阻R A大得多，即R>>R A，
根据分压性质，U A可以忽略不计。
认为U= U R，测出的结果较为精确。
相对误差为
可见安培计的内阻越小，相对误差越小。
应说明的是，待测电阻的阻值大小是相对于所用仪表的内阻来说的。
量程大的安培计内阻小，量程小的内阻大；量程大的伏特计内阻大，量程小的内阻小。
但量程大的电表每小格表示的安培数或伏特数较大，对于很小的电流和电压读不出较准确的值来。
伏安法测电阻分压限流选择与内外接法误差分析讲解课件
用电压表测出电阻两端的电压U， 用电流表测出通过电阻的电流I，利用 部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻 值R，
RU I
电流表外接法
V
电压表示数 UV U R
A R
电流表示数 I A I R IV
< R UV
测
I
U R R
真 I I
A
AV
R测
R RV R RV
•误差原因：电压表的分流，分流越小， 误差越小．
分压器电路
分压式
0~ E
较小阻值
电能损耗
较小
较大
实验器材的选择应考虑： ①安全性； ②精确性； ③方便性．
1、两种电路比较： 分压接法的优势是：电压变化范围大，
限流接法的优势： 在于电路连接简便，附加功率损耗较小
2、选择原则：
a.用限流接法超过电表量程，应用分压法 b.当要求电压从0开始变起，或用多组数据时，一定用分压接法 c. 当负载电阻Rx 较大，是R 的几倍时，即变阻器总阻值R较小 ，限流接法对电流、电压的调控作用不明显，一般选分压接法 d.当两种接法均可满足实验要求时，一般选限流接法． e.当负载电阻Rx 较小，变阻器总阻值R 较大是Rx 的几倍时， 限流接法对电流、电压控制作用显著，一般用限流接法
例、如图所示电流表和电压表 的读数分别为10V和0.1A,电压表内 阻为500Ω,那么待测电阻R的测量 值比真实值 小 ,测量值为 100Ω , 真实值为 125Ω.
R
cA
d
V
例、一个未知电阻,无法估计其电阻 值,某同学用伏安法测量此电阻,用如图 (a)(b)两种电路各测一次,用(a)图所测 数据为3.0V、3.0mA,用(b)图测得的数据 是2.9V、4.0mA,由此可知,用 （a） 图测 得Rx的误差较小,测量值Rx= 1000Ω .
伏安法测电阻及内接法外接法误差分析3页
伏安法测电阻及内接法外接法误差分析3页伏安法是电学中常用的一种测量电阻的方法，通常在实验中我们会使用内接法或者外接法来测量电阻值，然而在实际操作时，由于各种因素的影响，可能造成电阻测量过程中的误差。
本文将分析伏安法测量电阻时内接法和外接法出现的误差以及它们的解决方法。
一、内接法误差分析内接法是将电表的表头直接连接在待测电阻两端，称为内接。
由于电表表内电阻较大，其大小和电量计量器具的灵敏度成反比，测量电阻时就会出现较大误差。
此外，内接法还存在以下问题：1、温度漂移误差：由于使用内接法时电流大，线路的电阻会产生热，导致电阻随温度的变化而发生变化，从而测量误差增大。
2、带电误差：输入电流时产生了一定的电荷。
如果前一个测量仍在电路中，则电荷可以形成电荷堆积，影响后续测量结果的准确性。
3、接触电阻误差：该误差通常因为测量接头，线缆和电源之间存在电阻而出现。
解决方案：1、尽量避免使用内接法，除非在无法使用外接法的情况下。
2、在测量之前等待足够的时间让电路达到热平衡状态，从而减少温度漂移误差。
3、在内接法测量之前，确保前一个测量已经结束，这样可以减少带电误差的影响。
4、对接头，线缆和电源之间的电阻进行校准，以减少接触电阻误差。
外接法是将待测电阻与电表串联，称为外接。
使用外接法测量电阻时，通常使用的是稳流源。
由于外接法不存在大电流，是一种较好的电阻测量方法。
但是，外接法也存在以下问题：1、电源输出误差：稳流源和电压源都存在输出误差。
在使用外接法测量电阻时，应该尽可能使用精度较高的电源。
2、输入电路的电阻：在外接法测量电阻时，输入电源和电表之间都存在电阻。
在使用外接法测量电阻时，应将输入电路干扰降至最低并进行校准。
3、线路传输误差：线路传输误差是指线路上存在的非纯电阻元件的影响。
常见的有电感，电容和电阻等电路元件的影响。
1、选择高精度的电源设备，并在使用之前进行校准。
2、在使用外接法测量电阻时，应减小输入电路的电阻，以减小电路分压和误差传递，从而提高测量精度。
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RX a A b
VP
例.指针P分别接触a和b,发现电压表 示数无明显变化,电流表示数有明显
变化,则P应接 b .
V
Rx
A
(a)
V
Rx
A
(b)
例、用伏安法测量某电阻Rx的阻值,现有 实验器材如下:
A.待测电阻Rx：约5Ω，额定功率1W B.电流表A：量程0-0.6A（内阻0.2Ω） C.电压表V：量程0-3V （内阻3KΩ） D.滑动变阻器R：0-10Ω E.蓄电池：电动势12V F.导线，电键. 为了较准确的测量，并保证器材安全， 画出电路图。
第二章 恒定电流
第4节 伏安法测电阻
一、限流和分压电路
1.限流式
Rx
E
R
移动变阻器触头可改变电路中的 电阻值从而改变电流和导体两端电压
2.分压式
Rx
R
分压电路：
E
可以给导体提供从零开始连续变化 的电压导体两端电压变化范围大，可测量 较多数据
二、电阻的测量: 伏安法
用电压表测出电阻两端的电压U， 用电流表测出通过电阻的电流I，利用 部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻 值R，
RU I
1、伏安法测电阻的两种电路
• 电流表接在电压表 两接线柱外侧，通常叫 “外接法”
• 电流表接在电压表 两接线柱内侧，通常叫 “内接法”
V A
R
V AR
因为电流表、电压表分别有分压、分 流作用,因此两种方法测量电阻都有误差．
例、用伏安法测量某电阻Rx的阻值,现有 实验器材如下:
A.待测电阻Rx：约55Ω， B.电流表A：量程0-3A （内阻0.1Ω） C.电压表V：量程0-15V （内阻4KΩ） 确定电流表的内外接方式。
例、如图所示电流表和电压表 的读数分别为10V和0.1A,电压表内 阻为500Ω,那么待测电阻R的测量 值比真实值 小 ,测量值为 100Ω , 真实值为 125Ω.
R
cA
d
V
例、一个未知电阻,无法估计其电阻 值,某同学用伏安法测量此电阻,用如图 (a)(b)两种电路各测一次,用(a)图所测 数据为3.0V、3.0mA,用(b)图测得的数据 是2.9V、4.0mA,由此可知,用 （a） 图测 得Rx的误差较小,测量值Rx= 1000Ω .