第26卷第8期 大学物理 Vol 26 No 9 007年8月 OLLEGE PHYSICS Aug.2007 也谈伏安法测电阻时电流表内、外接法的判定条件 陈清梅!,邢红军2,朱南2 (1.北京中医药大学物理教研室,北京100029;2.首都师范大学物理系,北京100037) 摘要给出了一种在物理实验中用伏安法测电阻时电流表采用内、外接法的判定条件 关键词:伏安法;内接法;外接法 中图分类号:O441.5文献标识码:A 文章编号:1000-0712(2007)08004202 长期以来,在物理实验教学中,对于伏安法测电内、外接法昵?本文提出一种判别方法 阻时采用电流表内、外接法的选择,一直存在着一种 1)将待测电阻R与电流表、电压表按图1方 逻辑上的错误认识,即在选择电流表的内、外接法式接好,并将电压表的一根接线K空出; 时,需要首先知道待测电阻的估计值以及电流表的 内阻和电压表的内阻.这事实上就是一种佯谬:伏安 法本来是用来测量未知电阻阻值大小的方法,可是 K 现在却又要求首先知道未知电阻阻值的大小 在默认这种逻辑的前提下,伏安法测电阻时采 用电流表内、外接法的选择具体表达为:一般认为, 当待测电阻远大于电流表内阻时,采用电流表内接 2)将K先后触碰电流表的两个接线柱a、b; 法;当待测电阻远小于电压表内阻时,则采用电流表 3)比较两次触碰中两个电表的读数变化情况 外接法 若电压表读数变化显著,说明电流表分压作用明显 待测电阻的估计值究竟多大才算是远大于电流则应使用外接法,即K接a;若电流表读数变化显 表的内阻,从而采用电流表内接法?待测电阻的估著,说明电压表的分流作用明显,则应使用内接法 计值究竟多小时才算是远小于电压表的内阻,从而即K接b 采用电流表外接法?对此,文献[1]作了一些讨论 根据上述判别方法,我们使用与文献[1]相同规 我们认为,文献[]的研究也存在着逻辑上的问格的电流表和电压表,对R,=2509,109,209的 题,即“可根据待测电阻的估计值的大小,选择采用 3个电阻分别进行了测量,结果表明: 电流表内接法或外接法来测量电阻”而在实际测量 当R1=2509,分别采用内、外接法时,电压表 中,我们往往不知道待测电阻的估计值,也不一定知读数的变化不明显,内接时为1.15V,外接时为1 道电流表内阻r和电压表内阻r的大小如果知道14v;相比之下,电流表读数的变化比较明显,内接 待测电阻估计值的大小,我们要问,是采用什么方法时为45mA,外接时为5mA.显然,根据上述判定 测得的?如果是用欧姆表测量的,由于欧姆表测量方法,此时应采用内接法采用内接法时,R内=256 电阻的误差小于伏安法测电阻的误差这就使得伏a;采用外接法时,R外=289. 安法测电阻完全失去了意义 当R=10Q,分别采用内、外接法时,电压表读 因此,用伏安法测电阻时,必须明确,待测电阻 数的变化明显,内接时为3.5V,外接时为3.00V; 的估计值的大小是未知的,这是伏安法测电阻的前 相比之下,电流表读数的变化不明显,内接时为300 提其次,电流表的内阻rA和电压表的内阻r的大 mA,外接时为295mA.显然,根据上述判定方法,此 小也是未知的在此情况下,如何正确选择电流表的时应采用外接法采用内接法时,R内=1.679;采 收稿日期:2006-07-14;修回日期:2007-01-13 作者简介:陈清梅(1965-),女,河南平舆人,北京中医药大学物理教研室讲师,硕士,主要从事大学物理教学工作
第 26卷第 8期 2007年 8月 大 学 物 理 C0LLEGE PHYSICS Vo1．26 NO．9 Aug．2007 也谈 伏安法测 电阻时电流表 内、外接法 的判定条件 陈清梅 ，邢红军 ，朱 南 (1．北京 中医药大学物理教研室 ，北京 100029；2．首都 师范大学 物理系，北京 100037) 摘要 ：给 出了一种在物理实验中用伏安法测电阻时电流表采 用内 、外接法的判定条件 ． 关键 词 ：伏 安 法 ；内接 法 ；外 接 法 中 图 分 类 号 ：O 441．5 文献 标 识 码 ：A 文章 编 号 ：1000—0712(2007)08—0042—02 长 期 以来 ，在 物理 实验教 学 中 ，对 于伏 安 法测 电 阻时采 用 电流 表 内 、外接 法 的选择 ，一 直存 在着 一 种 逻辑 上 的错 误 认 识 ，即 在 选 择 电流 表 的 内 、外 接 法 时 ，需要 首先知 道 待 测 电 阻 的估 计 值 以及 电 流表 的 内阻和 电压表 的 内阻 ．这 事实上 就 是一 种佯 谬 ：伏 安 法本 来是 用来 测 量 未知 电阻 阻 值 大 小 的方 法 ，可 是 现在 却又 要求 首先知 道未 知 电阻阻值 的大小 ． 在默认 这 种逻 辑 的前 提 下 ，伏 安法 测 电 阻时 采 用 电流表 内 、外 接法 的 选择 具 体 表 达 为 ：一 般认 为 ， 当待测 电阻远 大 于 电流 表 内 阻时 ，采 用 电流 表 内接 法 ；当待测 电阻远小 于 电压表 内 阻时 ，则 采 用 电流表 外接 法 ． 待测 电阻 的估计 值究 竟多 大才 算是 远大 于 电流 表的 内阻 ，从 而采 用 电流 表 内接 法? 待 测 电 阻 的估 计 值 究竟 多小 时 才算 是 远 小 于 电压 表 的 内阻 ，从 而 采用 电流表 外接 法 ?对此 ，文献 [1]作 了一些 讨论 ． 我们认为，文献[1]的研究也存在着逻辑上 的问 题 ，即“可根 据待 测 电阻 的估 计 值 的大 小 ，选 择 采 用 电流表 内接法 或外 接法来 测量 电阻”．而在 实 际测 量 中 ，我们 往往 不知道 待测 电阻 的估计 值 ，也 不一 定 知 道 电流 表 内阻 ，一和 电压表 内阻 ，一的大小 ．如果 知道 待测 电阻估 计 值 的大 小 ，我们要 问 ，是采 用什 么方 法 测得 的? 如果 是用 欧 姆 表 测 量 的 ，由于 欧姆 表 测 量 电阻的误差 小 于伏 安 法 测 电 阻 的误 差 ，这 就 使 得 伏 安 法测 电阻 完全失 去 了意义 ． 因此 ，用 伏安 法 测 电阻 时 ，必 须 明确 ，待测 电 阻 的估 计值 的大 小 是 未 知 的 ，这 是 伏 安 法 测 电 阻 的 前 提 ．其 次 ，电流 表的 内 阻 ，一和 电压 表 的 内阻 ，一、．的大 小也 是未 知 的．在 此情 况下 ，如何 正确 选 择 电流 表 的 内 、外接 法 呢?本 文提 出一种 判别 方法 ． 1)将待 测 电阻 R 与 电流 表 、电压 表 按 图 l方 式 接好 ，并将 电压表 的一 根接 线 K空 出 ； 图 1 2)将 K先 后触 碰 电流表 的两个 接线 柱 a、b； 3)比较 两次 触碰 中两 个 电表 的读 数 变化 情 况 ． 若 电压表 读数 变化 显著 ，说 明电流 表 分压 作用 明显 ， 则应 使用 外 接 法 ，即 K 接 a；若 电流 表 读 数 变 化 显 著 ，说 明 电压表 的分 流 作 用 明 显 ，则 应 使 用 内接 法 ， 即 K接 b． 根 据上 述判 别方 法 ，我 们使用 与 文献 [1]相 同规 格 的 电流表 和 电压表 ，对 R =250Q，10Q，20Q 的 3个 电 阻分别进 行 了测量 ，结果 表 明 ： 当 R =250Q，分 别 采 用 内 、外 接 法 时 ，电 压表 读数 的变 化不 明显 ，内接 时为 1．15V，外 接 时 为 1． 14V；相 比之 下 ，电流 表 读 数 的变 化 比较 明显 ，内接 时为 4．5mA，外 接 时 为 5mA．显 然 ，根 据上 述 判 定 方法 ，此 时应 采 用 内接 法 ．采用 内接法 时 ，R =256 Q；采用 外 接法 时 ，R =228Q． 当 R，=10Q，分 别采 用 内 、外 接 法 时 ，电压 表读 数 的变 化 明显 ，内接时 为 3．5V，外 接 时 为 3．00V； 相 比之下 ，电流 表读 数 的变 化不 明显 ，内接 时 为 300 mA，外 接 时为 295mA．显然 ，根据 上 述判 定方 法 ，此 时应 采用外 接法 ．采用 内 接法 时 ，R =l1．67Q；采 收稿 日期 ：2006—07—14；修 回日期 ：2007—01—13 作者简介 ：陈清梅 (1965一 )，女 ，河南平舆人 ，北京 中医药大学物理教研 室讲 师，硕 士，主要从事大学物理教学工作 维普资讯 http://www.cqvip.com
第8期 陈清梅,等:也谈伏安法测电阻时电流表内、外接法的判定条件 43 用外接法时,R,外=10.179 我们认为,这样进行伏安法测电阻时电流表内 当R=209,分别采用内外接法时,电压表读外接法的选择,不需要知道待测电阻阻值的大小,避 数的变化不明显,内接时为2.22V,外接时为2.21免了逻辑上的错误,体现了正确的实验思想 v:相比之下,电流表读数的变化也不明显,内接时参考文献 为100mA,外接时为97.5mA.采用内接法时,R内 2.20a;采用外接法时,R外=22.67a.显然,此1]易德文盛忠志伏安法测电阻时安培表采用内、外接 时待测电阻已接近临界值,采用电流表内、外接法均 法的判定条件[J].大学物理,2004,23(6):4345 On the criterion of connecting the ammeter inside or outside while using Volt-Ampere law to measure a resistance ChEN Qing-mei, XING Hong-jun, ZHU Nan2 (1. Beijing University of Traditional Chinese Medician, Beijing 100029, China 2. Department of Physics, Capital Normal University, Beijing 100037, China Abstract: The criterion of connecting the ammeter inside or outside while using Volt-Ampere law to measure a resistance in physical experiment is discusse Key words: Volt-Ampere law: the ammeter inside; the ammeter outside (上接38页) 时,在实际教学中,电学问题和热学问题几乎是完全[2]梁灿彬,秦光戎,梁竹健.电磁学[M].北京:人民教 分离的,将电学问题和热学问题综合起来分析的事 育出版社,1980:7576 例较少,这不利于学生综合分析能力的培养如果结[3]包科达,关于理想气体的宏观定义[J.大学物理 合该类问题的分析,将电学和热学知识有机地结合 1999,18(3):18-20 起来,这将有利于提高教学质量,培养学生综合分析 [4]常树人,再谈理想气体的定义[J].大学物理,1999 18(3):21 问题的能力 5]童颜.也谈理想气体定义[J].大学物理,1999,18 参考文献 [6]杜浩.两块带电导体的相互作用能[J].大学物理 1]李椿,章立源,钱尚武,热学[M].北京:高等教育出 2002,2I(I1):1-10 版社,1978:322-324 a study of an electrified bubble ZHAO Zheng-quan College of Physical-Chemical Science, Xihua University, Pengzhou, Sichuan 611930, China) An electrified bubble is studied, a relation between the electricity carried and the radius increased and the change of the system are obtained Key words: bubble; electric quantity; system; energy change
第 8期 陈清梅 ，等 ：也谈 伏安法测电阻时电流表 内、外接 法的判定条件 43 用外接 法时 ，R =10．17Q， 当 R =20Q，分别 采用 内 、外 接 法 时 ，电压 表读 数的变 化 不 明显 ，内接 时 为 2．22V，外 接 时 为 2．2l V；相 比之下 ，电 流 表读 数 的变 化 也 不 明显 ，内接 时 为 100mA，外 接时 为 97．5mA．采 用 内接 法 时 ，R =22．20Q；采用外 接 法 时 ，R h=22．67Q．显然 ，此 时待测 电阻 已接 近临界 值 ，采 用 电流 表 内 、外 接 法均 可 ． 我们认 为 ，这样 进 行伏安 法 测 电阻 时 电 流表 内 、 外接 法 的选 择 ，不需 要 知道待 测 电阻阻 值 的大 小 ，避 免 了逻辑 上 的错误 ，体 现 了正确 的实 验思 想 ． 参考 文献 ： [1] 易德 文 ，盛 忠志 ，伏安 法测 电 阻时安培 表采 用 内、外接 法 的判定 条件[J]．大学 物理 ，2004，23(6)：43—45， On thecriterion ofconnecting the am m eterinsideoroutside whileusing Volt—Am perelaw to m easurea resistance CHEN Qing—mei，XING Hong—jun ，ZHU Nan (1．BeijingUniversityofTraditionalChineseMedician，Beijing100029，China 2．DepartmentofPhysics，CapitalNormalUniversity，Beijing100037，China) Abstract：Thecriterion ofconnectingtheammeterinsideoroutsidewhileusing Volt—Am perelaw tomeasure 3resistancein physicalexperimentisdiscussed． Keywords：Volt—Amperelaw ；theammeterinside；theammeteroutside (上接 38贝 ) 时 ，在 实 际教学 中 ，电学 问题和热 学 问题几 乎是 完全 分离 的 ，将 电学 问题 和 热 学 问题 综 合 起 来 分 析 的事 例较少 ，这不 利 于学生 综合 分析 能力 的培养 ．如 果结 合该类 问题 的分 析 ，将 电学 和热 学 知 识 有 机地 结 合 起来 ，这将有利于提高教学质量 ，培养学生综合分析 问题 的能力 ． 参考文献 ： [1] 李椿 ，章立源 ，钱尚武 ．热学 [M]．北 京 ：高等教 育出 版 社 ．1978：322．324． [2] [3] [4] [5] [6] 梁灿彬 ，秦光戎 ，梁竹健 ．电磁学 [M]．北 京 ：人 民教 育 出版 社 ，1980：75—76． 包科达 ．关 于理 想 气 体 的宏 观 定 义 [J]。大 学物 理 ， 1999，18(3)：18．20． 常树人 ．再谈 理想 气 体的 定义 [J]．大学 物理 ，1999， 18(3)：21． 童颜 ．也 谈 理 想气 体定 义 [J]．大 学物 理 ，1999，18 (11)：18． 杜浩 ．两 块 带 电导 体的 相 互作 用能 [J]．大 学物 理 ， 2002，21(11)：1．10． A study ofan electrified bubble ZHAO Zheng—quan (CollegeofPhysical—ChemicalScience，XihuaUniversity，Pengzhou，Sichuan611930，China) Abstract：Anelectrified bubbleisstudied，3relation betweentheelectricity carried and theradiusincreased andtheenergy changeofthesystem areobtained． Key words：bubble；electricquantity；system ；energy change 维普资讯 http://www.cqvip.com