[实用新型]一种伏安法测电阻实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种物理实验装置，尤其涉及一种伏安法测电阻实验装置。

背景技术

伏安法测电阻是电学的基础实验之一，它依据的原理是欧姆定律U＝IR。根据欧姆定律的变形公式R＝U/I可知，要测某一电阻Rx的阻值，只要用电压表测出Rx两端的电压，用电流表测出通过Rx的电流，代入公式即可计算出电阻Rx的阻值。

通常伏安法测电阻的电路有两个基本连接方法：

外接法如图1所示，内接法如图2所示。但是，由于所用电压表和电流表都不是理想电表，即电压表的内阻并非趋近无穷大，电流表也存在内阻，因此实验测量出的电阻值与真实值不同，存在误差。

外接法如图1所示，考虑电压表内阻的存在，则电压表的测量值U为Rx两端的电压，而电流表的测量值为干路电流，即流过待测电阻的电流与流过电压表的电流之和，此时测得的电阻为待测电阻Rx与电压表内阻的并联总电阻。

在图2所示内接法中，电流表的测量值为流过待测电阻和电流表的电流，电压表的测量值为待测电阻两端的电压与电流表两端的电压之和，此时给测量带来的系统误差主要来源于电流表内阻的分压作用。

综上所述，当采用电流表外接法时，测量值小于真实值；当采用电流表内接法时，测量值大于真实值。

本实用新型设计的一种伏安法测电阻实验装置，按照图1中外接法来分析实验误差的产生情况，消除误差，准确的测出待测电阻Rx的真实值。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种方法简单、测量精确的伏安法测电阻实验装置与实验方法。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的一种伏安法测电阻实验装置，包括待测电阻Rx、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、串联电流表、第一开关、第二开关。

所述串联电流表和第一开关串联后与第二开关并联，再和待测电阻串联，然后整体与电压表并联，最后再与电流表、滑动变阻器、电源依次连接，如图3所示。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型所述的一种伏安法测电阻实验装置，增加了少量的仪器可以利用伏安法一次性准确的测量待测电阻Rx之值，方法直观、效果好，物理意义清晰明确。

附图说明

图1为外接法法测电阻实验装置的电路示意图。

图2为内接法法测电阻实验装置的电路示意图。

图3为本实用新型一种伏安法测电阻实验装置的电路示意图。

图中：1、待测电阻Rx，2、电流表，3、电压表，4、滑动变阻器，5、电源，6、串联电流表，7、第一开关，8、第二开关。

具体实施方式

本实用新型的一种伏安法测电阻实验装置，其较佳的具体实施方式如图3所示。

本实施方案按照图1中外接法来分析实验误差的产生情况，消除误差，准确的测出待测电阻Rx的真实值。

如果按照图1接法来测电阻Rx，则电压表的测量值U为待测电阻Rx两端的电压，而电流表的测量值为干路电流I，即流过待测电阻的电流Ix与流过电压表的电流Iv之和，而实际待测电阻Rx的值应该等于电压U除以(I-Iv)，所以本实验电路关键是在保持待测电阻Rx端电压U不变的条件下，测得流过电压表的电流Iv。

1、首先断开第一开关7，闭合第二开关8，电路接通后，有电流通过待测电阻Rx，产生电压降，此时的测量电路即为图1所示的外接法。记录此时电流表2的读数为I，电压表3读数为U，此电压即为待测电阻Rx的端电压，而电流I则是流过待测电阻的电流Ix与流过电压表的电流Iv之和。

2、然后断开第二开关8，闭合第一开关7，电路接通后，调节滑动变阻器4，使得电压表3的示数和前述步骤1中的示值U相同。电路稳定后，记录通过电流表2的电流值为I₁，通过串联电流表6的电流值为I₂，所以在采用外接法测量电路中电压表所分得的电流为Iv，其数值为I₁-I₂。

3、由上述测量分析可知，流过待测电阻Rx的电流为Ix＝I-Iv，利用欧姆定律的变形公式Rx＝U/Ix，即可准去计算出待测电阻Rx之值。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。