电流表外接法和内接法选择的深度分析
吉临荣
【摘 要】 在伏安法测电阻的实验中,电流表有外接法和内接法,那么选择外接法和内接法的方法是什么?这种选择方法能不能拓展到测小灯泡功率的实验．本文从数据和实验角度对此问题进行分析探讨． 【期刊名称】物理教师 【年(卷),期】2019(040)001 【总页数】3
【关键词】 中考题； 外接法； 内接法
基金项目： 本文系无锡市教育科学“十二·五”规划立项课题“区域学科教研员服务减轻学生课业负担的行动研究”(批准号:E/D/2014/003);江苏省教育科学“十三·五”规划课题“基于物理核心素养的课堂教学”(批准号:R-c/2016/07)的研究成果.
1 试题
(1) (无锡市2017年中考物理试卷第26题,有删减)小明和小华测量定额电压为2.5 V的小灯泡的额定功率．
(2) 小明和小华观察电流表和电压表均标有电阻值,请教教师后得知这是电表的电阻,为了在接好的图1中较准确的测量出小灯泡的电功率,他们对电压表的负接线柱应该接在C处还是D处进行了探究,他们将开关闭合,移动滑动变阻器的滑片使灯泡发光,不添加器材,请你说出接下来的操作及判断方法. ① 操作:____________________； ② 如何判断:_________________.
2 问题
第(1)问中有“请用笔画线代替导线将电路连接完整”,由于小灯泡的额定电压为2.5V,所以,小灯泡右端应接到电压表的“3”接线柱上．第(2)问中电压表的负接线柱接在C处、还是接在D处,实质上是电流表的外接法和内接法问题． 查阅相关资料,共有4种选择方法． 方法1:根据电阻大小选择．
当待测电阻R?RV时,这时电压表的分流作用小,误差小,选择外接法．当待测电阻R?RA时,这时电流表的分压作用小,误差小,选择内接法．
如何判断待测电阻R是大,还是小呢?是与临界电阻R0=(RA·RV)1/2进行比较的．可见参考文献1．
在知道待测电阻大小的情况下,多数资料上都介绍了用此方法判断．基于此,此方法也是判断其它方法是否正确的依据,如果其它方法判断得出的结论与用此方法判断得出的结论一致,则方法可行;反之,不可行．
在实际测量中,不一定都能事先知道待测电阻的大小,也不一定很清楚RA和RV的大小．为了快速、准确地确定一种较好的接法,这时要根据试触结果来判断．可以按以下步骤操作.
将待测电阻R与电流表、电压表按图1接好,并将电压表的一根接线空出．如图2,先把接线触碰电流表的接线柱D,此时是外接法,如图3(a);记下此时电压表示数UD和电流表示数ID．再保持滑动变阻器位置不变,断开开关,把接线触碰电流表的接线柱C,此时是内接法,如图3(b);记下此时电压表示数UC和电流表示数IC． 根据试触的结果,判断方法有如下方法2～4． 方法2: 采用差值法直接判断.
比较两次触碰中电表的示数变化情况判断．若|UD-UC|>|ID-IC|,即电压表示数变化显著,说明电流表分压作用明显,应用外接法;若|UD-UC|<|ID-IC|,即电流表示数变化明显,说明电压表分流作用明显,应使用内接法． 此方法可见参考文献[1],此试题也是基于此内容命题的． 方法3:采用绝对比值法判断.
比较两次触碰中电表的示数变化绝对比值情况判断．若UC/UD>ID/IC,说明电流表的分压比电压表的分流作用大,应用外接法;若UC/UD 比较两次触碰中电表的示数变化相对比值情况判断．若ΔU/U>ΔI/I,说明电流表分压作用明显,应采用外接法;若ΔU/U<ΔI/I,说明电压表分流作用明显,应采用内接法．式中的U和I又可分为两种情况,一种情况是UD和ID;另一种情况是UC和IC． 此方法为网络答案,见参考文献[6]． 那么,上述4种选择方法是都正确,还是哪一个或哪几个正确呢?另外,这些选择方法都是针对测电阻实验而言的,其中正确的选择方法能否拓展到测小灯泡功率呢? 带着这些问题,笔者进行了深度探究分析． 3 理论分析 为了能直观说明问题,笔者借用特殊数据进行分析,避免了公式分析的繁琐和得出结论的复杂性． 根据实验室常用的电流表J0407和电压表J0408规格的相关数据．设电流表
电流表外接法和内接法选择的深度分析
