“电流表内阻测量”的几种实验方法探究

宋朝昱

作为一名高中生，我酷爱物理，尤其喜欢物理实验，我喜欢开展小组合作、探究学习，下面我将一次小组探究“电流表内阻测量”的几种实验设计方法向各位老师和同学们做汇报，敬请大家批評指正。

一、“半偏法”测电流表内阻

电流表内阻的测量，习题中常见的是“半偏法”。

如图1所示，R为电位器，R′为电阻箱，测量方法及原理如下：合上开关S1（S2处于断开状态）调整R的阻值，使电流表指针偏转到满刻度，再合上开关S2，调整电阻箱R′的阻值，使电流表指针偏转到正好是满刻度的一半。此时，可认为rg=R′。

对于结论的得出，可通过下面的计算来分析。

根据闭合电路欧姆定律和电路知识可列如下方程：（下式中E为电源的电动势，rg为电流表的内阻，r为电源的内阻）

分析可知：只有当R比R′大得多时，才有rg≈R′，即电流表的内阻近似等于此时电阻箱的阻值，而导致Ig测∠rg真，造成测量误差的主要原因是R′并入电路后，干路电流变大，实际流过R′的电流大于流过电流表的电流。

反思：半偏法测电流表内阻的改进。

如图2所示，图中G为待测内阻的电流表，G1为量程略大于G的电流表，R为电位器，R′为电阻箱，实验如下：闭合开关S1，调整R的阻值，使电流表G达到满偏，并记下此时G1的示数I；再闭合S2，同时调整R′与R的阻值，在保证G1示数为I的情况下，使电流表G半偏，则有rg=R，此方案操作稍有难度，但规避了图1中干路电流变大的问题，该方案对电位器的要求也不高，也不失为一种好方法。

二、“替代法”测电流表内阻

如图3所示，图中G为待测内阻的电流表，G1为量程略大于G的电流表，R为电位器，R′为电阻箱，实验如下：按电路图连接好电路，闭合开关S1、S3（S2处于断开状态），调整R的阻值，使电流表G1达到合适的示数，记下此时G1的示数I；然后断开S3，闭合S2，调整R′的阻值，使G1的示数与上步操作相同，即达到I，则此时便有rg=R′。此方案可使电流表内阻的测量值比较准确，并且对电位器的要求也不高，操作方便且误差小。

三、“计算法”测电流表的内阻

电路图如图4所示，图中G为待测内阻的电流表，R为电位器，R′为电阻箱，G1为量程略大于G的电流表。闭合开关S1，调整R的阻值，使电流表G1偏转，记下此时G1的示数I；然后闭合开关S2，通过调整R′和R的阻值，保证G1的示数仍为I，记下此时的阻值R1和电流表G的示数I1；再次调整R′和R的阻值，保证G1的示数仍为I，记下此时R′的阻值R2和电流表G的示数I2，则根据并联电路中电流关系可得：

这样便可通过计算的形式，求出rg的值，方案易操作且误差小。

在对电流表内阻测量时，我们的团队提出了以上三种方案，均可大大减小测量误差，提高精确率。教育家孔子说：“三人行，必有我师。”合作探究学习是我们之间互教互学、互爱互助的过程，能促进我们对问题更深入的思考和理解。我要感谢我的团队，感谢我的老师，感谢我的同学，并以此文献给帮助我成长的人，不妥之处，恳请老师们批评指正。

（指导教师：周 健）

（作者单位：陕西省商南县一高）