半偏法测电表内阻的系统误差分析公开课.doc

半偏法测电表内阻的系统误差分析 08考试说明中关于误差的表述：认识误差问题在实验中的重要性，了解误差的概念，知道系统误差和偶然误差；知道多次测量求平均值的方法减小偶然误差；能在某些实验中分析误差的主要来源；不要求计算误差。 一、用半偏法测电流表内阻 例1：在实验室中，往往利用半偏法测量电流表或电压表的内阻。测量电路图如下。E为电源，其电动势为E。R为总阻值较大的滑动变阻器。R’为电阻箱。G为被测电流表。用此电路，经以下步骤可近似测得电流表的内阻RA： ①闭合S1，断开S2，调节R，使电流表读数等于其量程I0； ②保持R1不变，闭合S2，调节R’，使电流表读数等于I0/2； ③读出R’的值，则RA= R’。 分析: 系统误差产生的原因? 由于系统误差存在，电流表内阻的测量值比其真实值偏大还是偏小？ 如何减小系统误差? 练习题1-1：现有一块小量程电流表G（表头），满偏电流为3mA，内阻约为15～25，把它改装成量程为0.6A的电流表。可供选择的器材有： 滑动变阻器R1，最大阻值约20； 滑动变阻器R2，最大阻值约10k； 电阻箱R‘，最大阻值9999； 定值电阻R0，阻值1k； 电池E1，电动势1.5V； 电池E2，电动势3.0V； 电池E3，电动势4.5V；（电池内阻均不计） 标准电流表，满偏电流1.5mA； 开关及导线若干。 ①采用如图甲所示电路测量表头的内阻，为提高测量精确度，可变电阻R应选 ；电池E应选 （填所选器材代号）。说出你的理由！ ②若测得表头内阻为25，为改装成量程为0.6A的电流表，则应把一个阻值为 的电阻与表头 联。 练习题1-2：（06广东）某同学设计了一个如图所示的实验电路，用以测定电源电动势和内阻，使用的实验器材为：待测干电池组（电动势约3V）、电流表（量程0.6A，内阻小于1）、电阻箱（0～99.99）、滑动变阻器（0～10）、单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及导线若干。考虑到干电池的内阻较小，电流表的内阻不能忽略。 （1）该同学按图连线，通过控制开关状态，测得电流表内阻约为0.20。试分析该测量产生误差的原因是_____________________________ ____________。 二、用半偏法测电压表内阻 例2：一只量程为1V，内阻Rv约900Ω的电压表是由小量程电流表改装而成的，现在要测量它的内阻。实验室提供了以下可供选择的器材： A．待测电压表 B．标准电压表（量程1V） C．滑动变阻器：最大阻值1000Ω，额定电流1A D．滑动变阻器：最大阻值10Ω，额定电流1A E．电阻箱：最大阻值999.9Ω，阻值最小改变量0.1Ω F．电阻箱：最大阻值99.9Ω，阻值最小改变量0.1Ω G．电池组：电动势约3V，内阻约1Ω 另外有导线和开关若干。 （1）为了用半偏法测量该电压表的内阻，某同学设计了两种电路（图（1）中的甲和乙），要使测量较精确，应选择图（1）中的 电路。在器材的选择上，除了电池组、导线、开关和待测电压表外，还应从提供的器材中选用 （用器材前的序号字母表示）。 用上述方法测出的电压表内阻的测量值Rv （填大于、等于或小于）电压表内阻的真实值。 练习题2-1：用如图所示的仪器尽可能精确地测量电压表内阻．其中电池的电动势约 1 . 5V 、内阻约 1Ω，待测电压表的量程是 30 0mV、内阻约 3kΩ ，电阻箱 R1阻值 0 ～ 9999Ω ，滑动变阻器 R2阻值 0 ～ 10Ω. ( l ）在虚线方框内画出实验电路． ( 2 ）将仪器实物连接成实验电路． ( 3 ）写出仪器连接好后的实验操作步骤． ( 4 ）仅从实验原理的角度来看，本实验中电压表内阻的测量值r测和真实值 r 真相比_______ （选： A . r测 r 真， B . r测＜ r真， C . r测＝ r真， D . r 测有可能大于r真，也可能小于 r真 ） 练习题2-2：利用如图所示电路测量量程为800 mV的电压表内阻RV，RＶ约为900Ω，某同学的实验步骤如下： a.按电路图正确连接好电路，将变阻器R１的滑片移到最右端，电阻箱的阻值调到最大 b.合上开关S1和S2并调节R１，使电压表的指针指到满刻度 c.合上开关S1并打开S2，调整电阻箱R的阻值及变阻器R１的大小，使电压表的指针指到满偏的一半 d.读出电阻箱的阻值R，即为电压表内阻 在该实验中，除滑线变阻器R１外，其他器材均符合实验要求，现有两个变阻器可供选择 A.最大阻值200 Ω，额定电流1 A