用半偏法测电阻及误差分析.docx

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精心整理 用半偏法测电阻及误差分析 用半偏法可以测量电流表的电阻(含灵敏电流计)、伏特表的电阻和未知电阻的阻值.如何设计实验电路,如何 测量,怎样减少实验误差,下面分类解析. S 1、 用半偏法测电流表的内阻 R 2 g 电流表的内阻 R g 的测量电路有图 1 和图 2 两种电路. R/ 应用图 1 电路测量电流表的内阻: G 步骤: R R 0 先闭会开关 S 1 和 S ,调节变阻器 R,使电流表指针指向满偏; 2 再断开开关 S ,仅调节电阻箱 R/,使电流表指针指向半偏; 2 电流表的内阻等于电阻箱的阻值 R/.实验仪器的基本要求:RR/. 表流表内阻误差分析: 图 1 是串联半偏,因为流过 R 和 R/的电流相等,应比较它们的电压 U g g  S 1 图 1 和 U 的大 2 小,S 闭合时,两者电压之和和 U=U +U =U +0=U ,S 断开时,电路的总电阻增大,由闭合电路的欧姆定律得:总 2 g 2 g g 2 电流减少,R 的右端电阻、R 和电源内阻三者电压之和减少,并联部分的电压 U 增大,即 U =U /2+U /U 0 并 并 g 2 g 所以 U /U /2,R/R .故测量值偏大. 2 g g 注:在图 1 电路中,R/只能用电阻箱,而不能用滑动变阻器,其阻值只需比灵敏电流计的电阻大一点就可以了. R 一般使用滑动变阻器,其阻值要求较小,要求 RR/,以减小因闭合 S 而引起总电压的变化,从而减小误差. 2 应用图 2 电路测量电流表的内阻: 步骤: 先将 R 调到最左端,闭合 S ,断开 S ,调节 R 使电流表满偏; 1 2 使 R 不变,闭合 S 调节电阻箱 R’使电流表指到满刻度的一半; 2 此时电阻箱 R’的读数即为电流表的内阻 R . g 实验的基本要求:RR/. 表流表内阻误差分析 图 2 图 2 是并联半偏,在半偏法测内阻电路中,当闭合 S 时,引起总电阻 2  减小,总电 流增大,大于原电流表的满偏电流,而此时电流表半偏,所以流经 R’的电流比电流表电流多,R’的电阻比电流表的电阻小,但我们就把 R/的读数当成电流表的内阻,故测得的电流表的内阻偏小. 注:图 2 电路中,R’只能用电阻箱,而不能用滑动变阻器,其阻值只需比灵敏电流表的电阻大一点就可以了, R 一般使用滑动变阻器,也可用电阻箱或电位器,但其阻值要求较大,要求 RR/,以减小因闭合 S 而引起总电流的变 2 化,从而减小误差. 2、用半偏法测电压表的内阻 应用图3电路测量电压表的内阻步骤: 先将 R 调到最左端,闭合 S 和 S ,调节 R 使电压表满偏; 1 2 使 R 不变,断开 S 调节 R/使电压表指到满刻度的一半; 2 此时电阻箱 R/的读数即为电压表的内阻 R . V 电压表内阻误差分析: 在半偏法测电压表内阻电路中,在断开 S 时,引起总电阻增大,滑动 2 端分得电压将超过原电压表的满偏电压,调节 R’使电压表半偏时,R/上的 电压表半偏电压大,故 R/的电阻比电压表的内阻大,所以测得电压表内阻偏大. 图 3 变阻器两电压将比 页脚内容 精心整理 精心整理 页脚内容 页脚内容 注:在图 3 电路中,R/只能用电阻箱,而不能用滑动变阻器,其阻值只需比电压表的电阻大一点就可以了, R 一般 使用滑动变阻器,其阻值要求较小,以减小因闭合 S 2 而引起总电压的变化,从而减小误差. 3、用半偏法测未知电阻 R 2R 2 R X R/ G R R 0 的阻值 拓展 1:如果已知电流表的内阻为 R ,将一个未知的电阻 R 按图 S 4 连接,可 以测出未知的电阻 R x 步骤同图 1; g x 的阻值. x测量结果为:R =R/-R x g 误差分析如图 3; 2拓展 :如果已知电流表的内阻为 R ,将一个未知的电阻 R 按图 2 g x 5 连接,可 以测出未知的电阻 R x 步骤同图 2; 的阻值. S 1 x测量结果为:R =R/-R x g 误差分析如图 2 题例分析: 例 1(04 天津理综)现有一块 59C2 型的小量程电流表 G(表 R 图 4 x G R K 2  头),满偏 电流为50?A ,内阻约为 800~850 ? ,把它改装成1mA 、10mA 电流表. 可供选择的器材有: R′ K 1的 两 量 程 1 E 图 5 滑动变阻器 R ,最大阻值 20 ? ; 1 滑动变阻器 R ,最大阻值100k? 2 电阻箱 R? ,最大阻值9999? 定值电阻 R 0 ,阻值1k? ; . . 电池E 1 ,电动势1.5V;电池 E 2 ,电动势3.0V ;电池 E 3 ,电动势 4.5V ; G R R . (所有电 池内阻均不计) 标准电

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