电路测量时内接法与外接法的选择

一.误差的产生原因伏安法测电阻是根据部分电路欧姆定律来进行测量的。

它的测量值和真实值应该是：，即使是测量十分准确的电压表和电流表，由于电压表和电流表都有内阻，导致了电阻的测量值和真实值存在误差。

当选用外接法（a）时，电压表与电阻并联，电压表的读数就是电阻两端的电压，但电流表测量的是通过电阻和电压表的总电流，因此测量值要小于真实值，实际上测量的电阻值是电压表内电阻和电阻并联的阻值。

如果电阻的值远小于电压表的内阻，电压表分去的电流很小，这时电流表测量的电流就接近于通过电阻的电流，所以外接法适合于测小电阻。

当选用内接法（b）时，电流表与电阻串联，电流表的读数就是电阻的电流值，但电压表测的是电阻和电流表的总电压，所以测量值大于真实值，实际上测量的电阻值是电阻与电流表内电阻串联的总电阻值。

如果电阻的值远大于电流表的内阻，电流表分去的电压很小，这时电压表测量的电压就接近于电阻两端的电压，所以内接法适合于测大电阻。

二.系统的相对误差由于外接法（a）测量的实际上是电阻和电压表并联的电阻，所以：相对误差内接法（b）测量的实际是电阻与电流表的串联电阻，所以：相对误差当内、外接法相对误差相等时，有，所以，（）为临界值。

当（即为大电阻）时用内接法，当（即为小电阻）时用外接法，这样所测的值误差相对较小。

当时，用内、外接法均可。

三.利用试触法确定内、外接法当大小都不知道时，可用试触法确定内、外接法。

如下图所示的电路，空出电压表的一个接线头，用该接线头分别试触M、N两点，观察两电表的示数变化情况，如果，说明电压表内阻带来的影响大，即电阻跟电压表的电阻相差较小，属于“大电阻”，应采用内接法，如果，说明电流表内阻带来的影响大，即电阻跟电流表的电阻相差较小，属于“小电阻”应采用外接法。

例：有一未知的电阻，为较准确的测出其阻值，先后用如图3（a）、（b）两种电路进行测试，利用（a）测的数据为“2.7V、5.0mA”，利用（b）测的数据为“2.8V、4.0mA”，那么，该电阻测的较准确的数值及它比真实值偏大或偏小的情况是（）A.，偏大B.，偏小C.，偏小D.，偏大解析：比较（a）、（b）两图的电压读数，可知电压变化，，电流的变化，，可见，即电流变化明显一些，可见电压表内阻带来的影响比电流表内阻带来的影响大，即说明所测电阻是一个大电阻，故应采取电流表内接法，即（b）图测量的较准确，，此种解法测量值偏大，故D正确。

——以测电阻为核心的电学实验考查点(一)电路的选择1．电流表内接法与外接法的选择由于电流表内阻的分压作用，电压表由于电压表内阻的分流作用，电流表2．分压电路与限流电路的选择(1)以小控大用分压，相差无几用限流，即当滑动变阻器的阻值较小时，常采用分压电路；当滑动变阻器的阻值与负载相差不大时，常采用限流电路。

若两种电路均可，则采用限流式，因为限流式损耗功率小。

(2)必须采用分压电路的情况有三种：①要求电压从零开始变化；②滑动变阻器太小，不能起到限流的作用；③限流电路不能获取有区分度的多组数据。

[例1](2016·浙江高考)某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为3 V、内阻约为3 kΩ的电压表和量程为0.6 A、内阻约为0.1 Ω的电流表。

采用分压电路接线，图甲是实物的部分连线图，待测电阻为图乙中的R1，其阻值约为5 Ω。

(1)测R1阻值的最优连接方式为导线①连接________(填“a”或“b”)、导线②连接________(填“c”或“d”)。

(2)正确接线测得实验数据如表，用作图法求得R1的阻值为________Ω。

(3)已知图乙中R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体，R2的边长是R1的110，若测R2的阻值，则最优的连线应选________(填选项)。

A．①连接a，②连接cB．①连接a，②连接dC．①连接b，②连接cD．①连接b，②连接d[解析](1)由于实验测量的是一个小电阻，故电流表应外接，因此导线①接a，由于采用分压电路，故导线②应接d。

(2)根据实验数据作出R1的伏安特性曲线如图所示，图线的斜率即为电阻R1的大小，由图像可知，R1＝4.6 Ω。

(3)设R1的边长为l，厚度为h，电阻率为ρ，根据电阻定律，得R1＝ρlhl＝ρh，R2的阻值R2＝ρl 10hl10＝ρh＝R1，故测量R2的电路同测量R1的电路，故选项B正确。

[答案](1)a d(2)作图见解析 4.6(4.4～4.7均可)(3)B考查点(二)测定金属的电阻率1．实验仪器的选择原则电压表和电流表一般要根据实验电路中电源的电压和流过金属丝的电流进行选择，在该实验中，电压表一般选择3 V的量程，电流表一般选择0.6 A的量程；如果采用限流式电路，选用的滑动变阻器最大阻值一般要比待测金属丝的阻值大一些，如果采用分压式电路，一般应选用最大阻值较小，而额定电流较大的滑动变阻器。

内接法和外接法的选择很多同学在学了伏安法测电阻后，分不清什么时候采用内接法，什么时候采用外接法，仅是知道测大电阻用内阻法，测小电阻用外接法，但在测量既不是很大也不是很小的电阻时，就不清楚采用哪种接法才能使测量的误差最小。

下面就来谈谈在伏安法测电阻时内接法与外接法的选择。

一. 误差的产生原因伏安法测电阻是根据部分电路欧姆定律来进行测量的。

它的测量值和真实值应该是：RUIRUIxx测测测真，＝=，即使是测量十分准确的电压表和电流表，由于电压表和电流表都有内阻，导致了电阻的测量值和真实值存在误差。

当选用外接法（a）时，电压表与电阻并联，电压表的读数就是电阻两端的电压，但电流表测量的是通过电阻和电压表的总电流，因此测量值要小于真实值，实际上测量的电阻值是电压表内电阻和电阻并联的阻值。

如果电阻R x的值远小于电压表的内阻R V，电压表分去的电流很小，这时电流表测量的电流就接近于通过电阻的电流，所以外接法适合于测小电阻。

当选用内接法（b）时，电流表与电阻串联，电流表的读数就是电阻的电流值，但电压表测的是电阻和电流表的总电压，所以测量值大于真实值，实际上测量的电阻值是电阻与电流表内电阻串联的总电阻值。

如果电阻R x的值远大于电流表的内阻R A，电流表分去的电压很小，这时电压表测量的电压就接近于电阻两端的电压，所以内接法适合于测大电阻。

二. 系统的相对误差由于外接法（a）测量的实际上是电阻和电压表并联的电阻，所以：相对误差=-=+-=+⨯||||R RRR RR RRRRR RxxV xV xxxxx V测100%内接法（b）测量的实际是电阻与电流表的串联电阻，所以：相对误差=-=+-=⨯||||R RRR R RRRRxxx A xxAx测100%当内、外接法相对误差相等时，有R R R RR x x V A x+=，所以，R R R A V 0≈（R R A V <<）为临界值。

当R R R x A V >（即R x 为大电阻）时用内接法，当R R R x A V <（即R x 为小电阻）时用外接法，这样所测的值误差相对较小。

电路测量时内接法与外接法的选择根据欧姆定律的变形公式IUR=可知，要测某一电阻x R 的阻值，只要用电压表测出x R 两端的电压，用电流表测出通过x R 的电流，代入公式即可计算出电阻x R 的阻值。

误差原因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。

测量方法通常伏安法测电阻的电路有两个基本连接方法：内接法和外接法（电流表在电压表的内侧还是外侧）。

电路选择在内接法电路中，因为电流表有内阻，在内接法的电路中电流表两端有电压，所以电压表测出的电压是电流表和待测电阻消耗的电压之和，比待测电阻两端的电压值大，利用=UR I计算，这样测得的电阻值比真实值偏大，就产生了实验误差。

内接法测得的电阻值=X A R R R +内，误差原因：电流表的分压作用。

当测阻值大的电阻即X R >>A R 时，用电流表内接法测量电阻误差小。

在外接法电路中，因为电压表中有电流通过，所以电流表测得的电流是待测电阻与电压表中的电流之和，比流过待测电阻的电流值大，利用=UR I计算，这样测得的电阻值比真实值偏小，也产生了实验误差。

外接法测得的电阻值=X VX VR R R R R +外，误差原因：电压表的分流作用。

当测阻值小的电阻即X R <<V R 时，用电流表外接法测量电阻误差小。

采用内外接法的简易判断当V A R R R •=时，内接法和外接法测电阻的相对误差相等； 当R ＞V A R R •时，采用内接法测电阻产生的误差较小； 当R ＜V A R R •时，采用上接法测电阻产生的误差较小。

试触法当待测电阻的阻值完全未知时，常采用内、外接试触法，连接方式如图所示。

电压表右端与b 相接时两表的示数为（),11I U ，电压表右端与c 相接时两表的示数为),(22I U ，如果121211U U I I U I -->，即电流表的示数相对变化小，说明电流表的分压作用显著，待测电阻的阻值与电流表的内阻可以相比拟，误差主要来源于电流表，应选择电流表外接法；如果121211U U I I U I --<，即电流表的示数相对变化大，说明电压表的分流作用显著，待测电阻的阻与电压表的内阻可以相比拟，误差主要来源于电压表，应选择电流表内接法。

伏安法测电阻内接法和外接法的区别
答案解析：
伏安法测电阻内接法和外接法的区别是：
把电流表和电压表当成一个电阻来看，而测得的电流电压是所在位置的真实电压，包含了各自的电阻。

电流表外接，电压是正确的，而电流是有电压表的电流，所以电流不准内接，电流是对的，电压有电流表的电压，电压不准确。

伏安法是一种电化学分析方法，根据指示电极电位与通过电解池的电流之间的关系，而获得分析结果。

是一种较为普遍的测量电阻的方法。

因为是用电压除以电流，所以叫伏安法。

用电压表并联来测量电阻两端的电压，用电流表串联来测量电阻通过的电流强度。

但由于电表的内阻往往对测量结果有影响，所以这种方法常带来明显的系统误差。

有两种接法：外接法和内接法。

所谓外接内接，即为电流表接在电压表的外面或里面。

接在外面，测得的是电压表和电阻并联的电流，而电压值是准确的，根据欧姆定律并联时的电流分配与电阻成反比，这种接法适合于
测量阻值较小的电阻。

接在里面，电流表准确，但电压表测量得到的是电流表和电阻共同的电压，根据欧姆定律，串联时的电压分配与电阻成正比，这种接法适合于测量阻值较大的电阻。

微专题94 实验：电阻的测量【核心考点提示】1．电路测量部分：电流表的内接法与外接法选择阻值比较法：运用结论“大内偏大，小外偏小”R x<R V R A时，则为“小电阻”，用电流表外接法；R x>R V R A时，则为“大电阻”用电流表内接法．实验试探法：按图接好电路，让电压表的一根接线柱P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化，而电流表的示数变化不大，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法．2．电路控制部分：滑动变阻器的两种接法的选择满足以下三个条件之一，滑动变阻器采用分压接法：(1)要求待测部分电压(或电流)从零开始调节(2)若用限流接法，待测部分电压(或电流)的最小值超过对应电表的量程(3)待测部分阻止与滑动变阻器阻值相差太大【核心方法点拨】1. 教材原型的测电阻方法是关键，其他测电阻方法都是在伏安法基础上进行改进。

2. 若题干中已知电压表内阻或者电流表内阻，则可以避免系统误差。

若电压表内阻已知，则采用外接法；若电流表内阻已知，则采用内接法；此时不用判断待测电阻是“大电阻”还是“小电阻”3. 若题干中没有电压表或者电压表量程不可用，则可以采用“已知内阻的电流表串联定值电阻”改装成电压表；若题干中没有电流表或者电流表量程不可用，则可以采用“已知内阻的电流表并联定值电阻”改装成电流表【微专题训练】(2016·河北石家庄第二次模拟)要用伏安法较准确地测量一约为100 Ω的定值电阻的阻值，除待测电阻外，提供的实验器材如下：电压表V：量程为10 V，内阻约为1 kΩ；两块电流表A1、A2：量程为30 mA，内阻约为3 Ω；滑动变阻器：阻值0～10 Ω；定值电阻R1：阻值约150 Ω；电阻箱R2：阻值0～999.9 Ω；直流电源：电动势约9 V，内阻很小；开关、导线若干。

(1)由于现有电流表量程偏小，不能满足实验要求，为此，先将电流表改装(扩大量程)，然后再进行测量。