
用电流表内接法和电流表外接法分别测量某电阻R x的阻值,测得的结果分别为R 内和R 外,则所测阻值与真实值R x之间的关系应是( ) A. R内>Rx>R外 B. R内>R外>Rx C. R内<R外<Rx D. R内<Rx<R外
测量电阻时,电流表内接法和外接法的误差源于电表内阻对测量的影响。内接法中电压表测总电压导致测量值偏大,外接法中电流表测总电流导致测量值偏小,最终形成“内大外小”的规律。
内接法将电流表与待测电阻串联,电压表并联在串联组合两端(如图1)。此时:
电流测量准确:电流表读数等于通过的真实电流;
电压测量偏大:电压表读数为与电流表内阻的总电压,即(为真实电压)。
根据欧姆定律,测量值。由于,故****(测量值大于真实值)。
外接法将电压表与\(R_x\)并联,电流表串联在干路(如图2)。此时:
电压测量准确:电压表读数\(U\)等于\(R_x\)的真实电压\(U_x\);
电流测量偏大:电流表读数\(I_{\text{测}}\)为通过\(R_x\)的电流\(I_x\)与通过电压表的电流\(I_V\)之和,即\(I_{\text{测}} = I_x + I_V\)。
根据欧姆定律,测量值\(R_{\text{外}} = \frac{U}{I_{\text{测}}} = \frac{U}{I_x + I_V}\)。由于\(I_{\text{测}} > I_x\),故**\(R_{\text{外}} < R_x\)**(测量值小于真实值)。
内接法测量值\(R_{\text{内}} > R_x\),外接法测量值\(R_{\text{外}} < R_x\),因此三者关系为:\(R_{\text{内}} > R_x > R_{\text{外}}\)。
答案:A
思考:若待测电阻远大于电流表内阻(\(R_x \gg R_A\)),内接法误差可忽略;若待测电阻远小于电压表内阻(\(R_x \ll R_V\)),外接法误差可忽略。这种“大电阻用内接,小电阻用外接”的选择依据,正是源于上述误差规律。