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直流电流表与电压表联合测阻的实验设计与优化策略
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直流电流表与电压表联合测阻的实验设计与优化策略

实验背景与目的

本实验旨在通过直流电流表与电压表的组合测量方法，掌握基本电学参数的测定技术，并理解测量过程中可能引入的系统误差及其修正方法。适用于高校物理实验课程、职业院校实训及企业研发初测。

一、实验器材清单

  • 直流稳压电源（0–30V）；
  • 直流电流表（量程0–5A，精度±0.5%）；
  • 直流电压表（量程0–100V，精度±0.2%）；
  • 待测电阻（如金属膜电阻、线绕电阻等）；
  • 导线若干、开关、接线端子；
  • 可调负载电阻（用于模拟不同阻值）。

二、典型实验流程

1. 电路搭建

采用标准伏安法电路，推荐使用电流表外接法，尤其当待测电阻较小时（如小于100Ω），以减小电压表分流影响。

2. 数据采集

序号电压 V (V)电流 I (A)计算电阻 R (Ω)
12.00.04050.0
24.00.08149.4
36.00.12050.0
48.00.16050.0
510.00.20149.8

3. 误差分析与改进措施

  • 引入补偿法：通过测量电压表内阻，估算其分流电流，进行修正；
  • 使用四线制测量法：对于低阻值电阻，采用四线制（开尔文接法）消除引线电阻影响；
  • 提高仪表分辨率：选用更高精度的数字式电表替代指针式仪表；
  • 环境控制：保持温度恒定，避免热效应引起电阻漂移。

三、拓展应用与教学意义

该方法不仅是基础电学实验的核心内容，也为后续学习非线性元件特性、动态电阻测量、传感器校准等打下坚实基础。在教学中，有助于培养学生动手能力、数据分析能力和科学思维。

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