用半偏法測(cè)電阻及誤差分析

1、用半偏法測(cè)電阻及誤差分析用半偏法可以測(cè)量電流表的電阻(含靈敏電流計(jì))、伏特表的電阻和未知電阻的阻值.如何設(shè)計(jì)實(shí)圖1驗(yàn)電路，如何測(cè)量，怎樣減少實(shí)驗(yàn)誤差，下面分類解析.1、用半偏法測(cè)電流表的內(nèi)阻 Rg 電流表的內(nèi)阻Rg的測(cè)量電路有圖1和圖2兩種電路.應(yīng)用圖1電路測(cè)量電流表的內(nèi)阻：步驟：(1) 先閉會(huì)開關(guān) S和S2,調(diào)節(jié)變阻器 R,使電流表指針指向滿偏；(2) 再斷開開關(guān)S2,僅調(diào)節(jié)電阻箱 R，使電流表指針指向半偏；(3) 電流表的內(nèi)阻等于電阻箱的阻值R . 實(shí)驗(yàn)儀器的基本要求： R Ug所以U/ Ug/2 , R / Rg 故測(cè)量值偏大.注：在圖1電路中，R只能用電阻箱，而不能用滑動(dòng)變阻器，其阻值

2、只需比靈敏電流計(jì)的電阻大一點(diǎn)就可以了. R一般使用滑動(dòng)變阻器，其阻值要求較小，要求R R/.表流表內(nèi)阻誤差分析圖2是并聯(lián)半偏，在半偏法測(cè)內(nèi)阻電路中，當(dāng)閉合S2時(shí)，引起總電阻減小，總電流增大，大于原電流表的滿偏電流，而此時(shí)電流表半偏，所以流經(jīng)R的電流比電流表電流多，R的電阻比電流表的電阻小，但我們就把 R /的讀數(shù)當(dāng)成電流表的內(nèi)阻，故測(cè)得的電流表的內(nèi)阻偏小.注：圖2電路中，R只能用電阻箱，而不能用滑動(dòng)變阻器，其阻值只需比靈敏電流表的電阻大一點(diǎn)就可以了， R般使用滑動(dòng)變阻器，也可用電阻箱或電位器，但其阻值要求較大，要求R R/ ,以減小因閉合S2而引起總電流的變化，從而減小誤差.2、用半偏法測(cè)電壓

3、表的內(nèi)阻應(yīng)用圖3電路測(cè)量電壓表的內(nèi)阻步驟：(1) 先將R調(diào)到最左端，閉合 S和S2，調(diào)節(jié)R使電壓表滿偏；(2) 使R不變，斷開S2調(diào)節(jié)R使電壓表指到滿刻度的一半；(3) 此時(shí)電阻箱 R的讀數(shù)即為電壓表的內(nèi)阻 Rv .電壓表內(nèi)阻誤差分析：在半偏法測(cè)電壓表內(nèi)阻電路中，在斷開S2時(shí)，引起總電阻增大，滑動(dòng)變阻器兩端分得電壓將超過原電壓表的滿偏電壓，調(diào)節(jié) R使電壓表半偏時(shí)， R上的電壓將比電壓表半偏電壓大，故R的電阻比電壓表的內(nèi)阻大，所以測(cè)得電壓表內(nèi)阻偏大.注：在圖3電路中，R只能用電阻箱，而不能用滑動(dòng)變阻器，其阻值只需比電壓表的電阻大一點(diǎn) 就可以了， R一般使用滑動(dòng)變阻器，其阻值要求較小，以減小因閉合

4、 小誤差.3、用半偏法測(cè)未知電阻 R的阻值拓展1:如果已知電流表的內(nèi)阻為R),將一個(gè)未知的電阻按圖4連接，可以測(cè)出未知的電阻 R的阻值.步驟同圖1;測(cè)量結(jié)果為：R =R - R誤差分析如圖3;拓展2:如果已知電流表的內(nèi)阻為R,將一個(gè)未知的電阻按圖5連接，可以測(cè)出未知的電阻 R的阻值.步驟同圖2;測(cè)量結(jié)果為：R=R- R誤差分析如圖2題例分析：例1(04天津理綜)現(xiàn)有一塊59C2型的小量程電流表 G(表 頭)，滿偏電流為50 A，內(nèi)阻約為800850 ，把它改裝成1mA、10mA的兩量程電流表.S2而引起總電壓的變化，從而減圖5滑動(dòng)變阻器R,最大阻值20滑動(dòng)變阻器R2，最大阻值100k可供選擇的

5、器材有：電阻箱R，最大阻值9999定值電阻R0，阻值1k電池已，電動(dòng)勢(shì)1.5V;電池E2，電動(dòng)勢(shì)3.0V ;電池E3，電動(dòng)勢(shì)4.5V ;(所有電池內(nèi)阻均不計(jì))/1Or標(biāo)準(zhǔn)電流表A,滿偏電流1.5mA;/S2單刀單擲開關(guān)S1和S2，單刀雙擲開關(guān) S3，電阻絲及導(dǎo)線若干.S1LE了 1采用如圖6所示電路測(cè)量表頭的內(nèi)阻， 為提高測(cè)量精確度， 選用的滑動(dòng)變阻器為 ；選用的電池為解析：根據(jù)半偏法的實(shí)驗(yàn)原理，提高測(cè)量精確度，按圖圖66電路，就要求R R/，以減小因閉合Sa而引起總電流的變化，從而減小誤差因此題中已知的器材滑動(dòng)變阻器選R2 （或最大阻值100k） 電流表的滿偏電流為 50 A，滑動(dòng)變阻器的最

6、大阻值100k，可知其需要的電壓為50 AXl00k =5V,故選電動(dòng)勢(shì) 4.5V 的 E3 同型題:1 （05年江蘇）將滿偏電流lg=300y A、內(nèi)阻未知的電流表改裝成電壓表并進(jìn)行核對(duì).利用如圖7所示的電路測(cè)量電流表 的內(nèi)阻（圖中電源的電動(dòng)勢(shì)E=4V ）:先閉合S,調(diào)節(jié)R使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度； 再閉合S,保持R不變，調(diào)節(jié)R,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度2的2 ,讀出此時(shí)R的阻值為3（2）將該表改裝成量程為 的電阻.答案：（1） 100（2）200 Q,則電流表內(nèi)阻的測(cè)量值Rg=3V的電壓表，需 （ 填“串聯(lián)”串聯(lián) 9900/Si圖7或“并聯(lián)”）阻值為Fb=例2 （88年全國高考）如圖8所示

7、是測(cè)定電流表內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)的電路圖， 電流表的內(nèi)電阻約在100Q左右，滿偏電流為500 A,用電池作電源.某學(xué)生進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)步驟如下： 先將R的阻值調(diào)節(jié)到最大，合上 ，調(diào)節(jié)R勺阻值，使電流表的指 針偏到滿刻度. 合上K2,調(diào)節(jié)R和R的阻值，使電流表的指針偏到滿刻度的一半. 記下R的阻值.指出上述實(shí)驗(yàn)步驟中有什么錯(cuò)誤.答：.解析：只調(diào)節(jié)R,不能調(diào)節(jié)R 同型題2 （84年全國高考）測(cè)定電流表內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中備用的器件有：A、電流表（量程0100卩A）,B、標(biāo)準(zhǔn)伏特表（量程05V）,C電阻箱（阻值范圍0999 Q ）, D 、電阻箱（阻值范圍09999 Q）,圖8E、電源（電動(dòng)勢(shì)2V,有內(nèi)阻）, F 、電源

8、（電動(dòng)勢(shì)6V,有內(nèi)阻）,G滑動(dòng)變阻器（阻值范圍050 Q ,額定電流1.5A）,還有若干電鍵和導(dǎo)線.（1）、如果采用圖9所示的電路測(cè)定電流表 A的內(nèi)電阻并且要想得到較高的精確度，那末從以上備用的器件中，可變電阻R）應(yīng)選用可變電阻 &應(yīng)選用電源.（用字母代號(hào)填寫）（2）、如果實(shí)驗(yàn)時(shí)要進(jìn)行的步驟有合上K1 ;B、合上K2 ；Ki圖9觀察 R的阻值是否最大，如果不是，將R的阻值調(diào)至最大;調(diào)節(jié)R）的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度;E、調(diào)節(jié)F2的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半;F、記下F2的阻值.把以上步驟的字母代號(hào)按實(shí)驗(yàn)的合理順序填寫在下面橫線上空白處:; .（3）、如果在步驟F中所得F2的阻值為600歐姆，則圖9中電流表的內(nèi)電阻Fg的測(cè)量值為 _歐姆.（4）、如果要將第（1）小題中的電流表A改裝成量程為05V的伏特表，則改裝的方法是跟電流表 聯(lián)一個(gè)阻值為 _歐姆的電阻.（5） 、圖10所示器件中，一部分是將電流表改裝為伏特表所需的，其余是為了把改裝成的伏特表跟標(biāo)準(zhǔn)伏特表進(jìn)行核對(duì)所需的