伏安法測(cè)電阻的誤差分析及消除

伏安法測(cè)電阻是高中物理實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)重要內(nèi)容。在利用伏安法測(cè)電阻的兩種電路中，由于電流表和電壓表接入電路時(shí)不可視為理想情形（RA=0，RV=∞），因而不能同時(shí)準(zhǔn)確測(cè)出Rx兩端的電壓及流過的電流，不可避免的出現(xiàn)系統(tǒng)誤差。產(chǎn)生誤差的原因是什么？如何消除系統(tǒng)誤差？筆者針對(duì)誤差存在的原因，分別設(shè)計(jì)了一種新的測(cè)量電路，消除了伏安法測(cè)電阻中存在的系統(tǒng)誤差。

1 誤差分析

1.1 電流表內(nèi)接法（如圖1）

⑴誤差原因：電流表分壓。

⑵測(cè)量結(jié)果：Rx測(cè)偏大。

1.2 電流表外接法（如圖2）

⑴誤差原因：電壓表分流。

⑵測(cè)量結(jié)果：Rx測(cè)偏小。

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2 誤差消除

2.1 電流表內(nèi)接法

⑴方法：差值法。

⑵電路設(shè)計(jì)(如圖3)：

⑶操作步驟：

a.閉合開關(guān)S1，S2接2，調(diào)節(jié)RP和R′P，使電壓表和電流表的讀數(shù)盡可能大，讀出電流表和電壓表的讀數(shù)I2，U2。

b.保持RP不變，S2接1，調(diào)節(jié)R′P，使電壓表和電流表的讀數(shù)盡可能大，讀出電流表和電壓表的讀數(shù)I1，U1。

⑷數(shù)據(jù)處理：

U2=I2(Rx+RP+RA)U1=I1(RA+RP)Rx=U2I2-U1I1

2.2 電流表外接法

⑴方法：補(bǔ)償法。

⑵電路設(shè)計(jì)（如圖4）：

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⑶操作步驟：

a.調(diào)分壓器R1的滑動(dòng)端C點(diǎn)位置，使檢流計(jì)G中示數(shù)為零。

b.讀出電壓表、電流表的示數(shù)U，I。

⑷數(shù)據(jù)處理：

U即為Rx兩端的電壓，I即為流過Rx的電流。則Rx=UI。