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电阻伏安特性的测定

直线、残差与二极管曲线，读懂接法如何影响伏安测量。

对两个电阻分别使用电流表内接、外接法测量，再观察二极管正向电流。比较逐点比值、过原点拟合与含截距拟合，借助无量纲加载模型理解两种接法的适用范围。

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图 1　比较内外接伏安法 → 检视拟合线与残差 → 探索加载和非线性

选择你的入口

从记录到计算

两个电阻、两种接法各记录七组电压和电流；二极管另有七个正向电压点。低电流的记录步进为 0.001 mA，拟合可在全部七点与高电压四点间切换。

加载模型中 $t=R_x/R_A$、$k=R_V/R_A$。电阻估计由不同回归假设得到；二极管半对数分析采用 0.40–0.60 V 的四点区间。

$$ U=aI+b,\qquad R_0=\frac{\sum I_iU_i}{\sum I_i^2},\qquad \varepsilon_{in}=\frac1t,\quad \varepsilon_{out}=\frac{t}{t+k}. $$

表 1　关键计算结果

小电阻的接法差异明显；大电阻的低电流量化使比值平均和拟合估计产生较大差异。二极管 0.65 V 行记录电流 4.511 mA，高于所标 2 mA 量程，半对数拟合采用其前面的区间。

让残差和器件非线性各自展开

图 2　R₁ 内接法的电压–电流观测、含截距拟合与残差

图 3 R₁ 外接法的电压–电流观测、含截距拟合与残差	图 4 二极管 0.40–0.60 V 正向记录的半对数拟合与残差

前两幅用相同物理量比较接法，读斜率时注意电流轴单位为 mA。第三幅对电流取对数，检查所选区间的近似指数形状。

在 Notebook 中探索

HTML 阅读版 包含上述控件；Jupyter 与 Wolfram Notebook 沿报告章节展开公式、数据处理和模型计算。

建议按以下顺序阅读：

1. 从四组电阻观测比较两种接法的读数标度。
2. 切换全部点与高电压点拟合，检查低电流记录对参数的影响。
3. 再转到无量纲加载模型和二极管半对数图，区分测量模型与器件模型。

在本机打开

环境安装与字体设置见使用指南。在仓库根目录启动本实验：

.\.venv\Scripts\python.exe -m jupyterlab experiments/course-03/resistor-iv/notebooks/analysis.ipynb

安装 Paclet 后，通过包入口打开 Wolfram Notebook。将安装路径改为本机仓库所在位置：

PacletInstall["D:/general-physics-lab/notebook/paclets/ResistorIVLab/dist/ResistorIVLab-0.1.0.paclet"];
Needs["ResistorIVLab`"];
ResistorIVLab`OpenNotebook[]

数据与计算实现

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