第四章+專題+半偏法測電流表電壓表電阻++知識清單 高二上學期物理魯科版（2019）必修第三冊

半偏法測電流表和電壓表電阻一、電流表半偏法測電阻1.電路圖2.實驗步驟（１）按圖連接實物電路；（２）變阻器R1置最大，電阻箱R2置最??；（３）S1閉合，S2打開，調(diào)節(jié)R1，使電流表滿偏；（４）保持R1不變，閉合S2，調(diào)節(jié)電阻箱R2，使電流表半偏；（５）電阻箱R2讀數(shù)等于電流表的電阻Rg，則可認為3.誤差分析電流表滿偏時（1）電流表半偏時（2）（3）把（3）式代入（2）（4）（4）除以（1）把上式分母可得把上式化簡解出Rg的表達式（6）R2可以由電阻箱讀出，但是R1未知。由式（5）可得R2的表達式（7）由上式可得當時可得（8）由此可知實驗成功的前提是4.總結(jié)該方法的原理是并聯(lián)分流：認為s2閉合后保持滑動變阻器阻值不變，即電路中的總電流近似不變，則通過電阻箱的電流近似為0.5IG。所以電流表內(nèi)阻與電阻箱的示值近似相等。實際上s2閉合后，電路中的總電阻減小，總電流要變大，所以通過電阻箱的電流要大于0.5IG，并聯(lián)電路電流與阻值成反比，故電阻箱的示數(shù)值要小于電流表的內(nèi)阻值。為了減小這種系統(tǒng)誤差，滑動變阻器聯(lián)入電路的阻值必須足夠大（常選幾千歐）。1）由式（8）可知當R1比Rg大得越多，R2與Rg越接近，測量越精確，誤差越小。當在電源電壓不變的情況下，電流表滿偏時電路中的電流是一定的，滑動變阻器接入的電阻也是一定的。因此只有增大電源電壓一個方式可以使得滑動變阻器接入的阻值變大，從而減少實驗誤差，使測量結(jié)果更準確。2）變阻箱并聯(lián)到電流表兩端后，電路中的總電阻是變小的。所以干路電流變大，大于原來電流表滿偏時的電路電流Ig，而通過電流表的電流是0.5Ig。所以變阻箱實際通過的電流會大于0.5Ig。因此電阻箱的讀數(shù)會小于電流表的實際內(nèi)阻，即測量值小于實際值。3）如果把變阻器換成高精度的變阻箱，再用電壓表沒出電源電壓，是不是可以通過式（1）來求電流表的內(nèi)阻。這個是不可行的。因為電源內(nèi)阻是不可以忽略的。前面公式代入的R1，實際是滑動變阻器接入的阻值與電源內(nèi)阻的和。因此電源內(nèi)阻對實驗結(jié)果無影響。二、半偏法測量電壓表電阻1.電路圖2.實驗步驟（1）閉合開關S1、S2，調(diào)節(jié)R1，使電壓表的指針滿偏；（2）保持滑動變阻器滑片的位置不變，斷開S2，調(diào)節(jié)電阻箱R0使電壓表的指針半偏；讀取電阻箱所示的電阻值，此即為測得的電壓表內(nèi)阻．3.誤差分析S1閉合時，電壓表滿偏，此時電壓表的電壓為Um，變阻箱的阻值為0，沒有電壓。斷開S1，調(diào)節(jié)變阻箱后。電壓表承擔的電壓為Um/2，變阻箱承擔的電壓也為Um/2。由串聯(lián)電路電流相等可得Rv=R0。如圖所示假設R1與電壓表并聯(lián)的阻值為R2，干路的阻值為R3。S2閉合時S2斷開時因為電壓表與電阻箱串聯(lián)，所以兩者的電流相等所以電壓表電阻測量結(jié)果會比真實電阻偏大。根據(jù)分壓控制電路的原理，只要讓滑動變阻器的阻值范圍盡可能小一些，這樣待測電壓表和變阻箱