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)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.圖11、用半偏法測(cè)電流表的內(nèi)阻Rg電流表的內(nèi)阻R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 << R/.表流表內(nèi)阻誤差分析：圖1是串聯(lián)半偏，因?yàn)榱鬟^(guò) R和R的電流相等，應(yīng)比較它們的電壓 Ug和U的大小，S2閉合

2、時(shí)，兩者電壓之和和 U =U +U2=U +0= Ug , S2斷開時(shí)，電路的總電阻增大，由閉合電路的歐姆定律得：總電流減少，R的右端電阻、R和電源內(nèi)阻三者電壓之和減少，并聯(lián)部分的電壓U并增大，即U并二Ug/2 +U27 > Ug所以U2/ > Ug/2 , R / > R .故測(cè)量值偏大.圖注：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 << 口，以減小因閉合 S2而引起總電壓的變化，從而減小誤差.應(yīng)用圖2電路測(cè)量電流表的內(nèi)阻:步驟:(1) 先將R調(diào)到最左端

3、，閉合S,斷開S,調(diào)節(jié)R使電流表滿偏；(2) 使R不變，閉合S2調(diào)節(jié)電阻箱R使電流表指到滿刻度的一半；(3) 此時(shí)電阻箱R的讀數(shù)即為電流表的內(nèi)阻 R.實(shí)驗(yàn)的基本要求：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一般使用滑動(dòng)變阻器，也可用電

4、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Si和S2,調(diào)節(jié)R使電壓表滿偏;rrAi卍11S1圖(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 R/.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)，弓|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，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 S2而引起總電壓的變化，從而減小誤差.3、用半偏法測(cè)未知電阻RX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R按圖4連接，可以測(cè)圖4出未知的電阻R的阻值.步驟同圖1;測(cè)量結(jié)果為：R二R- R誤差分析如圖3;拓展2