用半偏法測(cè)電阻及誤差分析.

1、 江蘇省姜堰中學(xué)二輪復(fù)習(xí)教學(xué)案用半偏法測(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)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 rs2g電流表的內(nèi)阻 r 的測(cè)量電路有圖 1 和圖 2 兩種電路g應(yīng)用圖 1 電路測(cè)量電流表的內(nèi)阻：r/g步驟：（1）先閉會(huì)開(kāi)關(guān) s 和 s ，調(diào)節(jié)變阻器 r，使電流表指針指rr120向滿偏；（2）再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)s ，僅調(diào)節(jié)電阻箱 r/，使電流表指針指向2半偏；s1（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 ug2g并并所以 u / u /2 ，r / r 故測(cè)量值偏

2、大2gg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 s 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 一般使用滑動(dòng)變阻器，也可用電阻箱或電位器，但其阻值要求較

3、大，要求 r r/ ，以減小因閉合 s 而引起總電流的變化，從而減小誤差22、用半偏法測(cè)電壓表的內(nèi)阻應(yīng)用圖電路測(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 s ，調(diào)節(jié) r 使電壓12表滿偏；（2）使 r 不變，斷開(kāi) s 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 r v電壓表內(nèi)阻誤差分析：圖 3在半偏法測(cè)電壓表內(nèi)阻電路中，在斷開(kāi) s 時(shí)，引起總電阻增大，滑動(dòng)變阻器兩端分得電壓將超過(guò)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

4、，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s 而引起總電2壓的變化，從而減小誤差s23、用半偏法測(cè)未知電阻 r 的阻值x拓展 1：如果已知電流表的內(nèi)阻為r ，將一個(gè)未知grr/的電阻 r 按圖 4 連接，可以測(cè)出未知的電阻 r 的阻值xgxx步驟同圖 1；rr測(cè)量結(jié)果為：r =r/ - rg0x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gs1的電阻 r 按圖 5 連接，可以測(cè)出未知的電阻 r 的阻值xx步驟同圖 2；圖 4測(cè)量結(jié)果為：r =r/ - rg誤差分析如圖 2rxxgr

5、題例分析：例 1（04 天津理綜）現(xiàn)有一塊 59c2 型的小量k1r程電流表g（表頭），滿偏電流為50 am ，內(nèi)阻約1ma 10ma、 的兩量ew為 800850 ，把它改裝成圖 5程電流表可供選擇的器材有：wr100kw滑動(dòng)變阻器 ，最大阻值滑動(dòng)變阻器 r ，最大阻值 20 ；21r電阻箱 ，最大阻值9999wr1kw定值電阻 ，阻值 ；03.0ve4.5v；電池 ，電動(dòng)勢(shì) ；（所有電池內(nèi)電池 e ，電動(dòng)勢(shì) 1.5v；電池 e ，電動(dòng)勢(shì)231 阻均不計(jì)）標(biāo)準(zhǔn)電流表 a，滿偏電流1.5ma；單刀單擲開(kāi)關(guān)s 和 s ，單刀雙擲開(kāi)關(guān)s ，電阻絲及導(dǎo)線若干123采用如圖 6 所示電路測(cè)量表頭的內(nèi)阻

6、，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. .g.rrs1e圖 6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 6 電路，就要求 r r/ ，以減小因閉合 s 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r （或22最大阻值100kw ）電流表的滿偏電流為50ma ，滑動(dòng)變阻器的最大阻值100kw，可知其需50ma 100kw=5v，故選電動(dòng)勢(shì) 4.5v 的 e要的電壓為x3同型題：1（05 年江蘇）將滿偏電流i =300 a、內(nèi)阻未知g的電流表 g 改裝成電壓表并進(jìn)行核對(duì)(1)利用如圖 7 所示的電路測(cè)量電流表 g 的內(nèi)阻(圖中電源的電動(dòng)勢(shì) e=4v )：先

7、閉合 s ，調(diào)節(jié) r，使1電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度；再閉合 s ，保持 r 不變，圖 722調(diào)節(jié) r，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的 ，讀出此3g時(shí) r的阻值為 200 ，則電流表內(nèi)阻的測(cè)量值 rg= r(2)將該表改裝成量程為 3v 的電壓表，需“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)阻值為 r = 的電阻(填k1r0e答案：（1）100（2）串聯(lián) 9900圖 8例2（88年全國(guó)高考）如圖8所示是測(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100 左右，滿偏電流為500，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k ，調(diào)節(jié)r的阻值，使電流表的指針偏到滿刻度1 合上k，調(diào)節(jié)r和r的阻值，使電

8、流表的指針偏到滿刻度的一半2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(guó)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 a),c、電阻箱(阻值范圍0999 ),e、電源(電動(dòng)勢(shì)2v,有內(nèi)阻),b、標(biāo)準(zhǔn)伏特表(量程05v),d、電阻箱(阻值范圍09999 ),f、電源(電動(dòng)勢(shì)6v,有內(nèi)阻),g、滑動(dòng)變阻器(阻值范圍050 ,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1, 可變電阻 r 應(yīng)選用2, 電源應(yīng)選用(用字

9、母代號(hào)填寫(xiě))（2）、如果實(shí)驗(yàn)時(shí)要進(jìn)行的步驟有:a、合上k ；1b、合上k ；2c、觀察r 的阻值是否最大,如果不是,將 r 的阻值1調(diào)1圖至最大；d、調(diào)節(jié)r 的阻值,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度；1e、調(diào)節(jié)r 的阻值,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半；2f、記下r 的阻值2把以上步驟的字母代號(hào)按實(shí)驗(yàn)的合理順序填寫(xiě)在下面橫線上空白處:； ； ； ； ；（3）、如果在步驟f中所得r 的阻值為600歐姆,則圖9中電流表的內(nèi)電阻r 的測(cè)量值為g2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)