試驗五：半偏法測電阻

1、實驗五：半偏法測電阻一、實驗電路圖:.閉合開關S2,調節(jié)滑動變阻器的滑片，使電流表達到滿偏；.保持滑動變阻器的位置不變，閉合開關S1,調節(jié)電阻箱，使得電流表達到半偏。.可以認為電阻箱的讀數(shù)就是電流表G的內阻?；驹?粗略的認為流過R1的電流與流過電流表的電流各占一半。所以電阻相等。三、誤差分析：由于閉合開關S 1后，整個電路的電阻變小,總電流變大,因此,總電流已經(jīng)比原來的滿偏電 流大了，流過電流表的電流半偏，因此，流過R1的實際電流比滿偏電流一半要大，所以R1 的電阻要小于G的電阻，因此，G的測量值小于G的真實值。四、考察層次：層次1：考察實驗電路圖層次2 :考察實驗基本步驟層次3：實驗誤差

2、分析五、高考題特點.誤差分析:測電壓表內阻,測量值大于真實值。.實驗儀器的選?。夯瑒幼冏杵鞯倪x擇,電源的選取?！镜湫屠}剖析】 例1在電流表擴大量程的實驗中，要將量程為20011A的電流表G改裝成量程為0 .2A 的電流表，需先用如圖所示的電路即“半偏法”測出此電流表的內電阻Rg.在測量Rg的實驗中,滑動變阻器有如下的規(guī)格供選擇：A.滑動變阻器（阻值范圍010Q）B.滑動變阻器（阻值范圍01 5 00Q）為了便于實驗的調節(jié)操作，減小誤差，滑動變阻器R滑應選用.（填入選用器材的字母 代號）A【分壓接法選比較小的電阻，與測量電壓表內阻的實驗誤差分析一樣】當電阻箱的阻值為R1時，調節(jié)滑動變阻器滑動頭

3、P的位置，使電流表G滿偏；保持滑動頭 P的位置不動，調整電阻箱接入電路的阻值，當電阻箱的阻值為R2時，電流表G恰好半偏.則 電流表G的內電阻Rg=.R2 【原理】例2現(xiàn)有一量程為3 V的電壓表，內阻約為3kQ.為了較準確地測量其內電阻，在沒 有電流表的情況下，某同學設計了如圖所示的實驗電路，按此電路可以測出電壓表的內電 阻.其中R1是最大阻值為99 9 9 Q的電阻箱,R2是最大阻值為2 0Q的滑動變阻器.（1）試根據(jù)如圖所示的電路圖，完成如圖所示的實物電路的連線.（2）根據(jù)電路圖，按順序寫出本實驗的主要操作步驟點評:此題與2 015新課標II卷的的題目非常相似。例33.在“把電流表改裝為電壓

4、表”的實驗中，測電流表G的內阻時備有下列器材:A.待測電流表（量程lmA，內阻約幾十歐）B.滑動變阻器（阻值范圍0100Q）C.滑動變阻器（阻值范圍02 0kQ）D.電阻箱（0999.9Q）E.電阻箱（09999Q）F.電源（電動勢2V,有內阻）G.電源（電動勢9V,有內阻）H.開關.導線若采用如圖所示電路測定電流表G的內阻，并要求有較高的精確度，以上器材中，R1應 選用, R2應選用，電源應選用（用器材前的英 文字母表示）。實驗要進行的步驟有：A.合上開關S1B.合上開關S2C.將R1的阻值調到最大D .調節(jié)R1的阻值，使電流表指針滿偏E.調節(jié)R2的阻值，使電流表指針偏轉到滿刻度一半處F.記

5、下R2的阻值并.斷開S1G.按如圖所示連接好實驗電路以上步驟,合理的順序是 (用步驟前的英文字母表示)?！驹诎肫y電流時如何選儀器!】答案:(1)C D G(2) GCADBEF點評：此題選擇儀器的方法與2010北京相似。需要選擇電源?！靖呖碱}賞析】. 2 014安徽】某同學為了測量一個量程為3V的電壓表的內阻，進行了如下實驗。(2)為了更準確地測量該電壓表的內阻RV，該同學設計了圖乙所示的電路圖，實驗步驟如下:A.斷開開關S,按圖乙連接好電路；B.把滑動變阻器R的滑片P滑到b端；C.將電阻箱R0的阻值調到零；D.閉合開關S；E.移動滑動變阻器R的滑片P的位置，使電壓表的指針指到3 V的位置

6、；尸保持滑動變阻器R的滑片P位置不變，調節(jié)電阻箱R0的阻值使電壓表指針指到1.5V位置, 讀出此時電阻箱R0的阻值，此值即為電壓表內阻RV的測量值；G.斷開開關S。實驗中可供選擇的實驗器材有:a特測電壓表b.滑動變阻器：最大阻值2 00 0 Qc.滑動變阻器：最大阻值10Qd.電阻箱：最大阻值9 999. 9Q,阻值最小改變量為0.1Qe.電阻箱：最大阻值99 9.9 Q,阻值最小改變量為0.1Qf.電池組:電動勢約6 V,內阻可忽略g.開關，導線若干按照這位同學設計的實驗方法,回答下列問題：要使測量更精確,除了選用電池組、導線、開關和待測電壓表外，還應從提供的滑動變阻器 中選用（選填b”或c

7、”）,電阻箱中選用（選填d”或 e ”）。電壓表內阻的測量值R測和真實值R真相比，R測 R真（選填“或“）若RV越大，則巴一型越（選填“大”或“小”）。R真【解析】（1）電壓表的示數(shù)即為等效電路的外電壓，由表盤讀數(shù)可知，現(xiàn)在的歐姆表用的是“X1E0 0”擋，故現(xiàn)在的多用表內阻為150OQ,由閉合電路歐姆定律可得U=IR=、 R=1.0V。（2）滑動變阻器選用分壓式接法,為了便于調節(jié)，滑動變阻器應該選用阻值較小的c;電壓表 半偏時，所串聯(lián)的電阻箱的阻值約為3 000Q,故電阻箱應選用d。根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,隨著電阻箱阻值變大，電源的外電壓隨之變大，當電阻箱調至 電壓表半偏時，此時電壓表與電

8、阻箱兩端的總電壓比電阻箱阻值為零時要大，故此時電阻箱 的實際分壓是大于電壓表的示數(shù)的，故RjR真。RV越大，外電阻越大，干路電流越小，外電阻變化時,外電壓的變化量越小，故R測誤差越小, 從而|R/越小。R真答案：（1） 1. 0 （2）c d ,小【誤區(qū)警示】本題中電壓表半偏時，電阻箱的電壓與電壓表電壓大小關系不清楚，導致答案錯 誤。.2015新課標II】電壓表滿偏時通過該表的電流是半偏時通過該表電流的兩倍。 某同學利用這一事實測量電壓表的內阻（半偏法），實驗室提供的器材如下：待測電壓表：（量程3%內阻約為3 0O0Q）,電阻箱R0 （最大阻值為99 9 99. 9Q）,滑動變 阻器R1（最大

9、阻值100Q,額定電流2 A）,電源E（電動勢6 V,內阻不計），開關2個，導線若干。（1）虛線框內為該同學設計的測量電壓表內阻的電路圖的一部分，將電路圖補充完整。,aJ（2）根據(jù)設計的電路，寫出實驗步驟:（3）將這種方法測出的電壓表內阻記為RV ,與電壓表內阻的真實值RV相比，R V R,（選填“”“二”或“Rvo答案：見解析?.2016新課標II】某同學利用圖甲所示電路測量量程為2.5 V的電壓表V的內阻（內阻為數(shù)千歐姆），可供選擇的器材有:電阻箱R（最大阻值9 9 9 99.9 Q）,滑動變阻器R1 （最大阻值50 Q）,滑動變阻器R2（最大阻值5 kQ）,直流電源E （電動勢3 V）,

10、開關1個, 導線若干。實驗步驟如下：按電路原理圖甲連接線路；將電阻箱阻值調節(jié)為0,將滑動變阻器的滑片移到與圖甲中最左端所對應的位置，閉 合開關S；調節(jié)滑動變阻器，使電壓表滿偏；保持滑動變阻器滑片的位置不變，調節(jié)電阻箱阻值，使電壓表的示數(shù)為2.0 0 V,記下電 阻箱的阻值?；卮鹣铝袉栴}：(1)實驗中應選擇滑動變阻器(填“RJ或“R2”)。(2)根據(jù)圖甲所示電路將圖乙中實物圖連線。(3 )實驗步驟中記錄的電阻箱阻值為630. 0 Q,若認為調節(jié)電阻箱時滑動變阻器上的分 壓不變，計算可得電壓表的內阻為_Q(結果保留到個位)。(4)如果此電壓表是由一個表頭和電阻串聯(lián)構成的，可推斷該表頭的滿刻度電流為

11、(填正確答案標號)。A. 1 0 0 心B. 25 0 gAC. 5 0 0 gA 汨.1 mA解析:(1)此實驗的實驗原理類比于半偏法測電表內阻的實驗，電壓表所在支路的總電壓 應該盡量不變化，故滑動變阻器應選最大阻值小的即選Rr(3)近似認為電壓表所在支路的總電壓不變，且流過電壓表與電阻箱的電流相等,由串聯(lián) 、一 ,一 , 2 分壓特點知b=錯誤!，則R =4R=2 520 Q。RVv(4)因電壓表是由一個表頭和電阻串聯(lián)構成，表頭允許的最大電流不會因此改變，則由 歐姆定律可知，1滿=錯誤！=錯誤！ A1 mA。答案(1)R1 (2)連線如圖所示(3)2 5 20 (4)D4. 2 010北京

12、】甲同學要把一個量程為20011A的直流電流計G,改裝成量范圍是04 V的直流電壓表。(1)她按圖所示電路、用半偏法測定電流計G的內電阻rg,其中電阻R0約為1k。為使rg 的測量值盡量準確，在以下器材中，電源E應選用，電阻器Ri應選用_,電阻器R2應選用 (選填器材前的字母)。A.電源(電動勢1.5V)B.電源(電動勢6V)C.電阻箱(0 9 9 9.9Q)D.滑動變阻器(05 0 0Q)E.電位器(一種可變電阻，與滑動變阻器相當)(05.1k)F.電位器(0 5 1k)(2)該同學在開關斷開情況下，檢查電路連接無誤后，將R2的阻值調至最大。后續(xù)的實驗操作步驟依次是“，最后記錄R1的阻值并整

13、理好器材。（請按合理的實驗順序，選填下列步 驟前的字母）A.閉合S1B.閉合S2C.調節(jié)R?的阻值，使電流計指針偏轉到滿刻度D.調節(jié)R2的阻值，使電流計指針偏轉到滿刻度的一半E.調節(jié)R1的阻值，使電流計指針偏轉到滿刻度的一半F.調節(jié)R1的阻值，使電流計指針偏轉到滿刻度【實驗步驟】（3）如果所得的R的阻值為3 0 0 .0Q,則圖1中被測電流計G的內阻rg的測量值為, 該測量值實際值（選填“略大于”、“略小于”或“等于”）?！久}立意】本題考查了半偏法測電阻、電流表改裝成電壓表及校準、器材的選取、實驗步 驟、誤差分析、電路圖的設計等知識點,綜合考查了考生的實驗探究能力、推理能力、理解 能力等?！舅悸伏c撥】根據(jù)半偏法測電阻原理及題意選擇器材,注意實驗步驟、理解誤差來源、注重 電壓表的改裝及校準、畫好電路圖?！疽?guī)范解答】（1）若選用電動勢1.5V的電源，則R + R六Q = 7.5g,20200 X10-6而R0Q1 kQ,則R2氏6.5k。；若選用電動勢6 V的電源,則R + R 氏6Q = 30kQ ,20200 x 10-6則R