5、比较法
某些问题中,因实验器材不具备(缺电流表或电压表),或因实验条件限制,或因实验精度不允许而不能用“伏安法”。这时我们就得依据问题的具体条件和要求重新选择实验原理,用“伏安法”的替代形式--“比较法”来设计实验方案。
例7.从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电流表A1的内阻r1。要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据。
|
器材代号 |
规格 |
|
电流表(A1) |
量程100mA,内阻r1待测(约40Ω) |
|
电流表(A2) |
量程500uA,内阻r2=750Ω |
|
电压表(V) |
量程10V,内阻r3=10kΩ |
|
电阻(R1) |
阻值约100Ω,作保护电阻用 |
|
滑动变阻器(R2) |
总阻值约50Ω |
|
电池(E) |
电动势1.5V,内阻很小 |
|
开关(K) |
|
|
导线若干 |
|
(1)画出电路图,标明利用器材的代号。
(2)若选测量数据中的一组来计算r1,则所用的表达式r1=________________,式中各符号的意义是____________________________________。
解析:分析题意知道需测量电流表A1的内阻,按常规思想应用伏安法,将电压表并联在待测电流表两端,但经分析即使该电流表满偏时两端电压仅为0.4V,远小于10V量程。这恰恰就是本题设计考核学生应变能力的“陷阱”
根据所列仪器的特点,电流表A2内阻已知,由此可采用两电流表并联,因为两电流表两端电压相等即可省去电压的测量,从而减小实验误差,由I2r2=I1r1得r1=![]()
此题也可理解为“将已知内阻的电流表A2当成电压表使用”。这实际也是伏安法的一种推广形式。
练习