给初中生讲讲高中物理之《恒定电流》（中）

大家好，我们今天讲测电阻的内接法外接法，滑动变阻器的接法与电功率相关问题。

有人问我为什么我的文章标题大多都写讲给初中生。呵呵，我才疏学浅，不求甚解，这点三脚猫功夫怎么和高中生比划呢。但我有这点自信，应该可以稍微指导一下初中生。

也真诚劝大家不要太喜欢显摆自己那点小知识，不要看不起别人，在老师同学面前班门弄斧。笔者就遇到过几个这样的人，以为高中理化通关，在那里扯什么大学物理。有一次我忍不住，跟一个人聊聊相对论，简直狗屁不通，我从此也就呵呵了。当然正经地交流问题是很好的。

好了，回到正题。我们先用一道小题检测一下读者有没有弄清楚我上一篇文章。答案放在评论区。

你做对了吗？好，我们接着讲。

我们测电阻的原理是R=U/I，所以我们用伏安法测电阻时就要测通过电阻的电流与电阻两端的电压来计算，并多次测量取平均值。但我们有两种方案。

所谓外接法，就是把电流表放在电压表两只脚的外面，内接法同理。初中一般都认为电表是理想电表，即电流表没有内阻，电压表阻值无穷大，但这是不可能的。电流表有一点内阻，电压表的内阻也不是无穷大，只是非常大而已，这样的话我们测量就有误差。

对于误差我们分两种。一种叫系统误差，是由于实验原理或器材造成的误差，一种叫偶然误差，是由于你眼睛不好看瓢造成的误差。我们一般就讨论系统误差。

电流表测什么？测流过它自己的电流。电压表测什么？测它两只脚两端的电压。我们来分析一下两种接法的误差。对于外接法，电压值测量准确，但由于电压表并联分流，电流表测的其实是流过电阻与电压表的总电流，测得电流值是偏大的，算出来的阻值就偏小。对于内接法，电流值测量准确，但由于电流表的分压作用，电压表测的是电阻与电流表的总电压，测得电压值偏大，算出来的阻值就偏大。

二者都有误差，我们应该选用哪种接法，让误差尽量小一点呢？有人可能要说，哎这不是多此一举嘛，我外接测个电压，内接测个电流，这样不就是准确值了嘛。这里面有漏洞，两种接法中电阻的电流与电压是不一样的，所以这样搞出来的东西啥也不是哦。继续。如果待测电阻很小，那么用外接法的话，电压表的分流作用不那么明显，但如果内接，电流表的分压作用就明显了，误差也就很大。同理，如果待测电阻很大，就应该用内接了。但这个“很大”与“很小”的分界线在哪里？我们有这样的规定。

这样，我们就能判断改该用哪种接法了。如果我们连待测电阻阻值的大概都不知道，可以先试触。

我们再说说滑动变阻器的限流式接法与分压式接法。

初中我们用滑动变阻器，一般一串到底，我们把这种叫限流式。

但在高中，我们基本都用分压式接法。

这个电路图很经典，要背。

我们来分析一下这两种接法。限流式适合测量较小的电阻，且电路中电流相对分压式要小，比较节能。

分压式虽然电流大不节能，但好处多多。首先，用分压式我们可以让待测电阻两端电压从零开始调节（滑片放最左边），记录数据范围大。我们记录数据后常画U-I图像描点连线

你说哪种好画图像？当然是前者了。操作起来明显方便。如果是画小灯泡的U-I图像，这种从零开始均匀记录数据的优势更明显

第二，电表示数变化明显，误差小。如果待测电阻比较大的话，电阻与滑动变阻器左边一部分并联的总电阻大概就是那部分滑动变阻器的阻值。我把滑片放在左边1/4与右边1/4处，两部分电阻大概就是1:3和3:1的变，电表示数大，变化也大，误差就小。如果用限流式，可能滑片放在哪里电表示数也不会变多少，误差就大。

一般用分压式滑动变阻器总阻值选小的，便于调节。限流式选较大的。

最后带一带电功和电功率。我们知道W=UIt，那么W=qU。这样我再把算电动势的一个公式告诉你，这样就好懂了

初中的优秀学生应该都知道，当滑动变阻器阻值等于电路中其他总阻值的和时其电功率最大，如果达不到这个值那就是阻值最大的时候功率最大。现在我们来推导一下这个结论哪来的。以电源（内阻为r），开关，滑动变阻器串联为例，那么滑动变阻器的功率也可以叫输出功率。其他情况稍作改动即可。

显然，R=r时，输出功率最大。下面是代入真实数据电脑画出的图像

此时电源的输出功率最大，但效率为50％。要使效率达到100％，就要求外电阻的阻值无穷大，也就是断路输出功率就是0，也就没有意义了。

好了，今天就讲到这里。别忘记一键三连。