安培表內接法的探究

王軍

摘 要：伏安法測電阻是高中物理教學中一個最為基本和常用的實驗方法。高中物理教學中采取安培表內接法，電流表不是理想儀表，有一定的阻值，在接入測試電路中不可避免 地要分壓，從而改變被測電路的狀態，產生系統誤差。如何減小電流表內阻的影響，獲得準確的測量值，本文對安培表內接法測電阻產生誤差的原因進行分析。

關鍵詞：安培表內接法；數據處理；誤差分析

電阻測量的最基本方法是伏安法，其基本原理是部分電路的歐姆定律，即用伏特表測出電阻兩端的電壓，用安培表測出流過電阻的電流，根據R=U/I測算出電阻。但由于實際的安培表的電阻不可能等于零，故采用安培表的內接法，存在測量的系統誤差。那么能否用安培表的內接法準確測出待測電阻的阻值呢？為此必須首先搞清安培表內接法測電阻的誤差原因，然后從原因入手分析。

1 實驗目的

探究安培表內接法中，電阻箱接入不同阻值，通過與測量值對比，分析產生的誤差大小，探究安培表內接法的誤差來源。

2 實驗儀器

穩壓電源、毫安電流表、伏特表、電阻箱、開關、導線若干。

3 實驗方法：安培表內接法

4 實驗電路圖

5 實驗步驟與內容

（1）按照原理作出安培表內接電路圖（圖1），并連接好電路。

（2）分別調節電阻箱阻值，記錄此時安培表、伏特表讀數，并填入表格。

（3）進行數據處理，并分析。

6 數據記錄

8 誤差分析

從圖2所示的安培表內接電路（簡稱“內接法”）圖中不難看出，安培表中測出的電流等于流過待測電阻的電流，而伏特表測出的電壓并不等于待測電阻兩端的電壓，而是等于待測電阻兩端的電壓與安培表兩端電壓之和即UV=Ux+UA>Ux ，待測電阻Rx的阻值等于Rx兩端的電壓與通過Rx的電流的比值即Rx=，由于電流表測量值準確，但電壓表測量值偏大 ，導致了電阻測量值與真實值相比偏大，即 R測 > R真，可見安培表內接法測電阻的誤差主要是由于安培表的分壓引起的（安培表存在內阻），其測量值實際上測量的是待測電阻與安培表內阻串連之和R測=Rx+RA，若要能準確測出待測電阻的阻值，只要測出安培表的內阻，即可測算出待測電阻的準確阻值即R測=Rx-RA。

9 結語

物理是一門以觀察和實驗為基礎的學科，實驗教學是物理知識教學的基礎。伏安法測電阻是中學階段簡單的測電阻實驗，但也是一個重要實驗，而安培表的內接法又是這一實驗的難點，因此弄清安培表的內接法，可減小有關伏安法測電阻實驗誤差。