測量電阻時限法式 分壓式電路究竟如何選
作 者：劉新春
成果項目：論文《測量電阻時限流式 分壓式電路究竟如何選》在《中學生導報 教學研究》上發表
頒獎單位/發表途徑：《中學生導報 教學研究》2019.4第9期
榮譽級別：省級及以上
發表日期：2019年04月
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測量電阻時限法式、分壓式電路究竟如何選
劉新春
（湖北省沙市中學 湖北 荊州 434000）
摘要：通過幾何畫板定量計算，得出測量電阻時，根據待測電阻與可變電阻的關系，確定選擇限法式電路和分壓式電路的依據。
關鍵詞：測量；電阻；限法式；分壓式
用伏安法測量導體的電阻是高中物理中的重要實驗，其中控制電路的選擇是難點。關于伏安法測量導體的電阻實驗中控制電路的選擇依據，在高中物理界至今還沒有形成共識。本文將在其它條件能很好滿足的前提下，應用幾何畫板定量分析限流式電路和分壓式電路的輸出電壓，得出兩種電路中負載電阻與可變電阻的大小關系對輸出電壓的影響，從而找出伏安法測量導體的電阻實驗中控制電路的選擇依據。
在如圖1所示的限流式電路和如圖2所示的分壓式電路中，電壓表的量程為3V，電流表與電壓表均為理想表，匹配較好。電源電動勢為E，內阻不計�？勺冸娮璧淖畲箅娮铻�，允許通過的最大電流滿足實驗要求。接入電路中的電阻為。
限流式電路中電壓表的示數
分壓式電路中電壓表的示數
取V，1VV,分別取，由幾何畫板畫出與的關系圖象，在電壓表的有效測量范圍1V到3V內取0.5V為一個計數點，并度量出A、B、C、D、E五個坐標值，如圖3、4、5、6、7、8所示。
圖3（限流，）
圖4（分壓，）
在限流式電路中，總阻值變化為 4.97-1.00=3.97，最小阻值變化1.40-1.00=0.4。,這個阻值變化幾乎不可能調節完成。
在分壓式電路中，總阻值變化為 9.10-5.73=3.37，最小阻值變化9.10-8.75=0.35。,這個阻值變化更不可能調節完成。
由上述對比分析可知，當待測電阻為可變電阻的十分之一時，限流式和分壓式均不合適，相對而言限流式好一點。
總結為表一，
表一、
電路 結論
限流式 3.97 0.4 4 都不合適
限流式相對較好
分壓式 3.37 0.35 3.5
同樣分析得出表二
圖5（限流，）
圖6（分壓，）
圖7（限流，）
圖8（分壓，）
表二、V
電路 結論
2 限流式 8.00 0.80 8 限流式較好
分壓式 4.81 0.60 6
3 限流式 限流式電壓范圍較小
分壓式較好
分壓式 5.6 0.78 7.8
由上述對比分析可知,當左右時，限流較好。太小如以下都不合適，大于只能用分壓式電路。
下面再來分析當V時，即電壓表的量程與電源電動勢相等的情況。為節省篇幅，與的關系圖像只選幾個典型。
圖9（限流，）
圖10（分壓，）
圖11（限流，）
圖12（分壓，）
圖13（限流，）
圖14（分壓，）
表四、V
電路 結論
1 限流式 2.00 0.20 2 都不合適
分壓式 1.82 0.18 1.8
2 限流式 4.02 0.40 4 都不合適
限流式相對較好
分壓式 3.16 0.37 3.7
3 限流式 6.00 0.60 6 限流式較好
分壓式 4.06 0.45 4.5
4 限流式 8.00 0.80 8 限流式較好
分壓式 4.61 0.57 5.7
5 限流式 10.00 1.00 10 限流式很好
分壓式 4.99 0.67 6.7
由圖11和圖13可知，當R大于后，限流式電路測量電壓范圍會變小，且R越大（相對），越不能選用限流式電路。從圖12、14可知，當大于時，應選用分壓式電路，且越大（相對）越要選用分壓式電路。
由上述對比定量分析可知，在伏安法測量導體的電阻實驗中，在其它條件都能很好滿足的前提下，僅從電壓和電流的測量范圍以及電阻的調節是否方便上看：在待測電阻遠小于可變電阻時，限流式電路和分壓式電路均不合適；當待測電阻小于可變電阻時，在電壓表量程和電源電動勢一定的情況下，某個電阻值r附近用限流式電路明顯優于分壓式電路，而這個電阻值r還與電表量程和電源電動勢的關系有關；在待測電阻略小于或大于等于可變電阻時，應選用分壓式電路。
鑒于對高中生的要求，建議題目在分壓式電路與限流式電路的選擇上給出明顯的條件，如要求電流從零開始調節，被測電阻與可變電阻相差不多或大于可變電阻都應選用分壓式電路；當被測電阻小于可變電阻時，在不要求從零開始測量的情況下，分壓式電路或限流式電路均可。教師在設計題目時，應盡量回避被測電阻遠小于可變電阻的情況，以免出現科學性錯誤。