内阻检测是小学数学阶段最重要也是最灵活的一个实验之一,技巧多,考察点多,知识繁杂,从明天开始我们用大约一周的时间去阐述这个问题。
伏安法测阻值的器材主要有两个伏特表和安培表(也可以是可以等效为伏特表或安培表的器材)。检测方式主要有以下三个方式,我们逐一说明。
一、安培表内接法
如图所示,电压表和待测内阻首先联接,处于电流表的两个接线点之内,就是内接法。内接法适用于电流表电压表电阻已知、待测内阻的大约值已知且待测内阻值远小于电压表电阻(此时觉得待测内阻值近似等于待测内阻与电压表电阻之和)或待测内阻值小于电压表电阻和电流表电阻乘积的平方根(关于平方根的事情,我们外接法中说)。此时高中物理电阻的测量,由欧姆定理知Rx的真实值=(U测-U)/I测<Rx的检测值=U测/I测。可见该方式有系统偏差高中物理电阻的测量,且检测值偏大。
二、安培表外接法
如图所示,电流表和待测内阻首先联接,电压表处于电流表的两个接线点之外,就是外接法。外接法适用于电流表电压表电阻已知、待测内阻的大约值已知且待测内阻值远大于电流表电阻(此时觉得待测内阻的电压近似等于待测内阻和电流表的电压之和)或待测内阻值大于电压表电阻和电压表电阻乘积的平方根(选择内接还是外接,关键是看谁的相对偏差小,相对偏差=(检测值-真实值)/真实值。内接的相对偏差是(RA/Rx),外接的相对偏差是Rx/(Rv+Rx)由于电流表电阻远小于待测内阻,所以相对偏差近似等于Rx/Rv)。假如令两种方式的相对偏差相等此时可以近似得出Rx=根号下RvRA。所以待测内阻究竟是大还是小,应当用待测内阻的电阻与根号下RvRA比较,这样说大或则小才更合理。更易于操作或则记忆的是RA/Rx和Rx/Rv比较,那个比值大就和谁先联接。
此时,由欧姆定理知Rx的真实值=U测/(I测-I)小于Rx的检测值=U测/I测。可见该方式有系统偏差,且检测值偏小。
三、试触法
当电流表电压表待测内阻的电阻都不晓得,则选用试触法。若电流表变化显著,说明待测内阻和电压表电阻差不多,偏差较大,采用外接法。若电压表变化显著,说明待测内阻和电流表电阻差不多,偏差较大,采用内接法。为了避免万一,我们还要啰嗦一下哪些是变化显著?真正的变化明显是电流或则电压的变化量与其两种情况下电流或则电压平均值得比值。
推论:大(待测内阻大)内(内接法)大神本领大(系统偏差大)。
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