用半偏法测电阻及误差分析报告

{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．1、 用半偏法测电流表的内阻R g电流表的内阻R g 的测量电路有图1和图2两种电路． 应用图1电路测量电流表的内阻： 步骤： （1）先闭会开关S 1和S 2，调节变阻器R ，使电流表指针指向满偏；（2）再断开开关S 2，仅调节电阻箱R /，使电流表指针指向半偏； `（3）电流表的内阻等于电阻箱的阻值R /．实验仪器的基本要求：R << R /． 表流表内阻误差分析：图1是串联半偏，因为流过R g 和R /的电流相等，应比较它们的电压U g 和U 2的大小，S 2闭合时，两者电压之和和U =U g +U 2=U g +0= U g ，S 2断开时，电路的总电阻增大，由闭合电路的欧姆定律得：总电流减少，R 的右端电阻、R 0和电源内阻三者电压之和减少，并联部分的电压U 并增大，即U 并= U g /2 +U 2/> U g所以U 2/ > U g /2 ，R /> R g ．故测量值偏大．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R << R /，以减小因闭合S 2而引起总电压的变化，从而减小误差．应用图2电路测量电流表的内阻： *步骤：（1）先将R 调到最左端，闭合S 1，断开S 2，调节R 使电流表满偏； （2）使R 不变，闭合S ２调节电阻箱R ’使电流表指到满刻度的一半； （3）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：R >> R /． 表流表内阻误差分析图2是并联半偏，在半偏法测内阻电路中，当闭合S ２时，引起总电阻减小，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R >> R /，以减小S 1 R 0 R S 2图1 ，R /~图2因闭合S 2而引起总电流的变化，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：（1）先将R 调到最左端，闭合S 1和 S 2，调节R 使电压表满偏；（2）使R 不变，断开S ２调节R /使电压表指到满刻度的一半；（3）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 ２时，引起总电阻增大，滑动变阻器两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 / 上的电压将比电压表半偏电压大，故R /的电阻比电压表的内阻大，所以测得电压表内阻偏大．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 x 的阻值拓展1：如果已知电流表的内阻为R g ，将一个未知的电阻R x按图4连接，可以测出未知的电阻R x 的阻值． 步骤同图1；测量结果为：R x =R /- R g 误差分析如图3；拓展2：如果已知电流表的内阻为R g ，将一个未知的电阻R x按图5连接，可以测出未知的电阻R x 的阻值．，步骤同图2；测量结果为：R x =R /- R g 误差分析如图2 题例分析：例1（04天津理综）现有一块59C2头），满偏电流为A μ50，内阻约为800～850ΩmA 1、mA 10的两量程电流表．可供选择的器材有：滑动变阻器R 1，最大阻值20Ω； 电阻箱R '，最大阻值Ω9999"1 图4电池E 1，电动势；电池2E ，电动势V 0.3；电池3E ，电动势V 5.4；（所有电池内阻均不计） 标准电流表A ，满偏电流mA 5.1；单刀单掷开关1S 和2S ，单刀双掷开关3S ，电阻丝及导线若干．采用如图6所示电路测量表头的内阻，为提高测量精确度，选用的滑动变阻器为 ；选用的电池为 ．图6解析：根据半偏法的实验原理，提高测量精确度，按图6电路，就要求R >> R /，以减小因闭合S 2而引起总电流的变化，从而减小误差．因此题中已知的器材滑动变阻器选2R （或最大阻值Ωk 100）．电流表的满偏电流为A μ50，滑动变阻器的最大阻值Ωk 100，可知其需要的电压为A μ50X Ωk 100=5V ，故选电动势的3E ．同型题：1（05年江苏）将满偏电流I g =300μA 、内阻未知的电流表○G 改装成电压表并进行核对．(1)利用如图7所示的电路测量电流表○G 的内阻(图中电源的电动势E=4V )：先闭合S 1，调节R ，使电流表指针偏转到满刻度；再闭合S 2，保持R 不变，调节R ′，使电流表指针偏转到满刻度的32，读出此时R ′的阻值为200Ω，则电流表内阻的测量值R g= Ω．(2)将该表改装成量程为3V 的电压表，需 (填“串联”或“并联”)阻值为R 0= Ω的电阻．答案：（1）100 （2）串联 9900 例2（88年全国高考）如图8所示是测定电流表内电阻实验的电路图，电流表的内电阻约在100Ω左右，满偏电流为500μＡ，用电池作电源． 某学生进行的实验步骤如下：①先将R 的阻值调节到最大，合上K 1，调节R 的阻值，使电流表的指针偏到满刻度．②合上K 2，调节R ′和R 的阻值，使电流表的指针偏到满刻度的一半． 》③记下R ′的阻值．指出上述实验步骤中有什么错误．]图8GR^ K 1 K 2答：．解析：②只调节R′，不能调节R同型题2（84年全国高考）测定电流表内电阻的实验中备用的器件有:A、电流表(量程0～100μA),B、标准伏特表(量程0～5V),C、电阻箱(阻值范围0～999Ω),D、电阻箱(阻值范围0～9999Ω),《E、电源(电动势2V,有内阻),F、电源(电动势6V,有内阻),G、滑动变阻器(阻值范围0～50Ω,额定电流,还有若干电键和导线．（1）、如果采用图9所示的电路测定电流表A的内电阻并且要想得到较高的精确度,那末从以上备用的器件中,可变电阻R1应选用 ,可变电阻R2应选用 ,电源ε应选用．(用字母代号填写)（2）、如果实验时要进行的步骤有:A、合上K1；B、合上K2；C、观察R1的阻值是否最大,如果不是,将R1的阻值调至最大；图９'D、调节R1的阻值,使电流表指针偏转到满刻度；E、调节R2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度的一半；F、记下R2的阻值．把以上步骤的字母代号按实验的合理顺序填写在下面横线上空白处:①；②；③；④；⑤；⑥．（3）、如果在步骤F中所得R2的阻值为600欧姆,则图9中电流表的内电阻R g的测量值为欧姆．（4）、如果要将第(1)小题中的电流表A改装成量程为0～5V的伏特表,则改装的方法是跟电流表联一个阻值为欧姆的电阻．（5）、图10所示器件中,一部分是将电流表改装为伏特表所需的,其余是为了把改装成的伏特表跟标准伏特表进行核对所需的．首先在下面空白处画出改装和核对都包括在内的电路图(要求对0～5V的所有刻度都能在实验中进行核对),然后在图2上画出连线,将所示器件按以上要求连接成实验电路．/答案：（1）.D,C,F （2）.CADBEF （3）.600. （4）、串,49400.（5）、图119图12。

半偏法测电表内阻及误差分析2019-05-24⽤电表指针半偏法测定电表内阻的典型实验有两个，⼀个是测电流表的内阻，另外⼀个是测电压表的内阻。

⼀、半偏法测电流表的内阻1.实验电路本实验的⽬的是测定电流表的内阻，实验电路如图1所⽰，实验中滑动变阻器采⽤限流连接，电流表和电阻箱并联。

2.实验原理与步骤①断开S2，闭合S1，调节R0，使电流表的⽰数满偏为Ig；②保持R0不变，闭合S2，调节电阻箱R，使电流表的⽰数半偏为；③电流表与电阻箱并联，则可得电阻箱的读数即为电流表的内阻，即RA=R。

3.误差分析电阻箱接⼊后导致回路总电阻增⼤，则通过电源的电流减⼩，由闭合电路欧姆定律可知电阻箱与电流表并联部分电压增⼤，通过电流表与电阻箱的总电流⼤于电流表的满偏电流Ig，则当电流表的电流为时，通过电阻箱的电流⼤于，电阻箱的阻值⼩于电流表的阻值，即电流表的测量值偏⼩。

当R0>>RA时，电阻箱接⼊前后，回路总电阻变化较⼩，测量误差⼩。

此⽅法⽐较适⽤于测量⼩阻值的电流表的内阻，且测量值偏⼩。

⼆、半偏法测电压表的内阻1.实验电路本实验的⽬的是测量电压表的内阻，实验电路如图2所⽰，滑动变阻器采⽤分压连接，电阻箱和电压表串联。

2.实验原理与步骤①断开开关S，按电路图连接好电路；②把滑动变阻器R的滑⽚P滑到b端；③将电阻箱R0的阻值调到零；④闭合开关S；⑤移动滑动变阻器R的滑⽚P的位置，使电压表的指针指到满偏的位置；⑥保持滑动变阻器R的滑⽚P位置不变，调节电阻箱R0的阻值，使电压表指针指到半偏位置，读出此时电阻箱R0的阻值，此值即为电压表内阻RV的测量值。

3.误差分析该实验中，电阻箱接⼊后回路总电阻增⼤，由闭合电路欧姆定律可得电阻箱与电压表串联部分的电压⼤于电压表的满偏电压Ug，此时，电压表半偏时，加在电阻箱的电压⼤于，则电阻箱的读数⼤于电压表的阻值，即电压表内阻的测量值偏⼤。

当电压表的阻值远⼤于滑动变阻器的最⼤值时，电阻箱接⼊前后对回路总电阻的影响较⼩，测量误差较⼩。

完整版用半偏法测电阻及误差分析半偏法是电阻测量中常用的一种方法，其基本原理是通过对电阻两端加上偏置电压，测量电流和电压的关系，从而计算出电阻的数值。

本文将详细介绍半偏法测电阻的步骤以及误差分析。

一、半偏法测电阻的步骤1.准备工作a.将所需测量的电阻准备妥当。

b.准备一个恒定电压源，能够产生相对较小的电压（通常在1V左右）。

c.准备一个测量电流的电流表和一个测量电压的电压表。

2.建立电路a.将电阻连接到待测电路中，并将待测电路与电压源相连。

b.将电流表与电阻串联，测量电流。

将电压表与电阻平行，测量电压。

3.计算电阻值根据测得的电流和电压值，计算电阻的数值。

常用的计算公式是R=U/I，其中R为电阻值，U为电压，I为电流。

4.误差分析二、误差分析1.仪器误差a.电流表和电压表的实际测量值与理论值之间存在误差，称为仪器误差。

通常情况下，仪器误差会在一定的范围内。

b.仪器误差可以通过计算多次测量的平均值来减小，这可以提高测量的准确性。

2.环境误差a.环境因素如温度、湿度等可能会影响测量结果，称为环境误差。

这些因素可能导致电阻值的变化，从而影响测量结果的准确性。

b.为了尽量减小环境误差的影响，可以在较稳定的环境条件下进行测量，并避免温度变化较大的地方进行测量。

3.人为误差b.为了降低人为误差的影响，可以进行多次测量取平均值，并提前熟悉测量方法和操作规程。

4.综合误差a.综合误差是由仪器误差、环境误差和人为误差等诸多因素共同引起的测量误差。

为了减小综合误差，需要综合考虑各个因素对测量结果的影响，并采取相应的措施。

总结：。

“半偏法”测电阻实验的误差分析与改进“半偏法”测电阻实验是电学实验中一个很重要的实验，由于其电路简单、精度较高，所以在平时的实验中经常用到。

笔者通过对“半偏法”的研究发现，此实验的误差来源有两个：（1）电阻箱R ' 和变阻器R 的阻值关系；（2）两次偏角的大小关系。

本文试着从这两个方面来改进这个实验，使其达到更高的精度，不当之处，请同仁们给予指正。

一、半偏电流法实验与改进1．具体操作步骤：如图1 所示，先把开关K1 , K 2 都断开将电位器的阻值调到最大，然后闭合开关K 2 调节电位器的阻值使电流表满偏，最后再闭合开关K1 并调节电阻箱的阻值使电流表半偏，记下此时电阻箱的阻值R ' 。

电路中要求变阻器R 的值远大于电阻箱R ' 的值，才能认为GR'K1R E, rK2图1电阻箱的值R ' 与电流表的内阻R g 近似相等。

但实际上，电阻箱在接入电路后，干路电阻变小，电流变大。

当电流表半偏时，电阻箱上的分流是大于I g2的，所以电阻箱的值小于R g ，用R ' 代替R g 则测量值偏小。

2．定量研究：为了提高实验的精度，可以改变两次的偏角大小关系。

设电流表第一次是满偏，第二次的偏角是第一次的n 倍(0 < n < 1) ，电动势为E ，无内阻，则有以下表达式：E= R + Rg , nI g =I g上式可化简为：E R'E R g R ' R g + R 'R+R g + R 'R g =1- n '1R()'1- n Rn1-n R3．讨论：1 当 n = 时，R g = 2R ' '（即为题目中的半偏法） ，且 R >> R ' ，则有 R g = RR ' 1- R1- n 'R 。

这种测量的方法 n但测量值仍是偏小的。

当 n 值减小时，其测量精度会提高，因为 n 越小，表明电阻 箱分流多其阻值 R ' 越小，而 R 又是一个定值，则 R g =是 n 越小测量的系统误差减小，由于电流表第二次的偏转角越小，所以带来的测 量偶然误差增大，因此在实际操作中要适当控制 n 的值，既不能太大，也不能太小。

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． 1、 用半偏法测电流表的内阻R g电流表的内阻R g 的测量电路有图1和图2两种电路．应用图1电路测量电流表的内阻： 步骤： （1）先闭会开关S 1和S 2，调节变阻器R ，使电流表指针指向满偏； （2）再断开开关S 2，仅调节电阻箱R /，使电流表指针指向半偏； （3）电流表的内阻等于电阻箱的阻值R /． 实验仪器的基本要求：R << R /．表流表内阻误差分析：图1是串联半偏，因为流过R g 和R / 的电流相等，应比较它们的电压U g 和U 2的大小，S 2闭合时，两者电压之和和U =U g +U 2=U g +0= U g ，S 2断开时，电路的总电阻增大，由闭合电路的欧姆定律得：总电流减少，R 的右端电阻、R 0和电源内阻三者电压之和减少，并联部分的电压U 并增大，即U并= U g /2 +U 2/ > U g所以U 2/ > U g /2 ，R / > R g ．故测量值偏大．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R << R / ，以减小因闭合S 2而引起总电压的变化，从而减小误差．应用图2电路测量电流表的内阻： 步骤：（1）先将R 调到最左端，闭合S 1，断开S 2，调节R 使电流表满偏； （2）使R 不变，闭合S ２调节电阻箱R ’使电流表指到满刻度的一半； （3）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：R >> R /． 表流表内阻误差分析图2是并联半偏，在半偏法测内阻电路中，当闭合S ２时，引起总电阻减小，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R >> R / ，以减小因闭合S 2而引起总电流的变化，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：（1）先将R 调到最左端，闭合S 1和 S 2，调节R 使电压表满偏； （2）使R 不变，断开S ２调节R / 使电压表指到满刻度的一半； （3）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 ２时，引起总电阻增大，滑动变阻器两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 / 上的电压将比电压表半偏电压大，故R / 的电阻比电压表的内阻大，所以测得电压表内S 1R 0 R S 2图1 GR / 图3 图2阻偏大．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 x 的阻值拓展1：如果已知电流表的内阻为R g ，将一个未知的电阻R x 按图4连接，可以测出未知的电阻R x 的阻值．步骤同图1；测量结果为：R x =R / - R g误差分析如图3； 拓展2：如果已知电流表的内阻为R g ，将一个未知的电阻R x 按图5连接，可以测出未知的电阻R x 的阻值．步骤同图2；测量结果为：R x =R / - R 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 （表头），满偏电流为A μ50，内阻约为800～850Ω，把它改装成mA 1、mA 10的两量程电流表．可供选择的器材有：滑动变阻器R 1，最大阻值20Ω；滑动变阻器2R ，最大阻值Ωk 100 电阻箱R '，最大阻值Ω9999 定值电阻0R ，阻值Ωk 1；电池E 1，电动势1.5V ；电池2E ，电动势V 0.3；电池3E标准电流表A ，满偏电流mA 5.1；单刀单掷开关1S 和2S ，单刀双掷开关3S 采用如图6器为 ；选用的电池为 ．解析：根据半偏法的实验原理，提高测量精确度，按图6电流为A μ50，滑动变阻器的最大阻值Ωk 100的3E ．1图4同型题：1（05年江苏）将满偏电流I g =300μA 、内阻未知的电流表○G 改装成电压表并进行核对．(1)利用如图7所示的电路测量电流表○G 的内阻(图中电源的电动势E=4V )：先闭合S 1，调节R ，使电流表指针偏转到满刻度；再闭合S 2，保持R 不变，调节R ′，使电流表指针偏转到满刻度的32，读出此时R ′的阻值为200Ω，则电流表内阻的测量值R g= Ω．(2)将该表改装成量程为3V 的电压表，需 (填“串联”或“并联”)阻值为R 0= Ω的电阻．答案：（1）100 （2）串联 9900例2（88年全国高考）如图8所示是测定电流表内电阻实验的电路图，电流表的内电阻约在100Ω左右，满偏电流为500μＡ，用电池作电源．某学生进行的实验步骤如下：①先将R 的阻值调节到最大，合上K 1，调节R 的阻值，使电流表的指针偏到满刻度．②合上K 2，调节R ′和R 的阻值，使电流表的指针偏到满刻度的一半．③记下R ′的阻值．指出上述实验步骤中有什么错误． 答： ．解析：②只调节R ′，不能调节R同型题图7图8GRR ′K 1K 2测定电流表内电阻的实验中备用的器件有:A 、电流表(量程0～100μA),B 、标准伏特表(量程0～5V),C 、电阻箱(阻值范围0～999Ω),D 、电阻箱(阻值范围0～9999Ω),E 、电源(电动势2V,有内阻),F 、电源(电动势6V,有内阻),G 、滑动变阻器(阻值范围0～50Ω,额定电流1.5A),还有若干电键和导线． （1）、如果采用图9所示的电路测定电流表A 的内电阻并且要想得到较高的精确度,那末从以上备用的器件中,可变电阻R 1应选用 ,可变电阻R 2应选用 ,电源ε应选用 ．(用字母代号填写) （2）、如果实验时要进行的步骤有:A 、合上K 1；B 、合上K 2；C 、观察R 1的阻值是否最大,如果不是,将R 1的阻值调至最大；D 、调节R 1的阻值,使电流表指针偏转到满刻度；E 、调节R 2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度的一半；F 、记下R 2的阻值．把以上步骤的字母代号按实验的合理顺序填写在下面横线上空白处:① ；② ；③ ；④ ；⑤ ；⑥ ．（3）、如果在步骤F 中所得R 2的阻值为600欧姆,则图9中电流表的内电阻R g 的测量值为 欧姆． （4）、如果要将第(1)小题中的电流表A 改装成量程为0～5V 的伏特表,则改装的方法是跟电流表 联一个阻值为 欧姆的电阻．（5）、图10所示器件中,一部分是将电流表改装为伏特表所需的,其余是为了把改装成的伏特表跟标准伏特表进行核对所需的．首先在下面空白处画出改装和核对都包括在内的电路图(要求对0～5V 的所有刻度都能在实验中进行核对),然后在图2上画出连线,将所示器件按以上要求连接成实验电路．答案：（1）.D,C,F （2）.CADBEF （3）.600. （4）、串,49400. （5）、图10 图９初一英语：名词所有格游霆煜任课教师：邱老师经典例题一There are some new books in the school library．They are _D___ books．A．child B．childrens' C．children D．children's例题二、The hospital is a bit far from here．It's about ______D_ ．A．forty minutes's walk B．forty minute's walkC．forty minutes walk D．forty minutes' walk例题三、I found my black cat in__B___ room．A．Jim and Mike B．Jim and Mike'sC．Jim's and Mike's D．Jim's and Mike例题四、You should find what the difference between Mr．Smith’s and Mr．Black’s cars is．你应当发现史密斯先生与布莱克先生的汽车的不同之处。

半偏法测A 、V 的内阻及误差分析 在中学电流表、电压表是测量电流和电压的常用仪表,对其内阻的测量可采用一种较简便的方法——半偏法，特别是电流表。

一、偏法的设计原理1．电流表半偏法如图1所示是用半偏法测电流表内阻的电路．实验时,先断开开关，闭合开关，调节使电流表指针满偏．然后保持的滑片不动（即不变），闭合开关，调节Ｒ，使电流表的指针处于半满偏状态，则电流表的内阻=Ｒ．2．电压表半偏法如图2所示是用半偏法测电压表内阻的电路．实验时，先闭合开关和开关,调节使电压表指针满偏．然后保持的滑片不动（即、不变），断开开关，调节Ｒ，使电压表的指针半满偏,则电压表的内阻＝Ｒ．二、半偏法的系统误差分析1．电流表半偏法测内阻的误差分析用如图1所示的电路测电流表的内阻时，设电流表的满偏电流为Ｉｇ，则开关断开时 1R R I A g +=ε①开关闭合时,有A AR g R R RR R I I ++=+121ε② R I R I R A g =21③由①、②、③式,得11R R R R R A A+=显然,A R R <，即的测量值小于真实值．相对误差为%100%1001⨯+=⨯-=R R R R R R A A A A δ2．电压表半偏法测内阻的误差分析用如图所示的电路测电压表的内阻时，设电压表的满偏电压为，则开关闭合时21)(R R U R U U g V gg ++=ε④开关断开时，有21)(R R U R R U U AB V AB AB +++=ε⑤ )(2R R R U U V V gAB +=⑥由④、⑤、⑥式,得021R R R R R V += 显然，V R R >,即的测量值大于真实值．相对误差%100%100021⨯=⨯-=V V V R R R R R R R δ 因210R R R +=，故对于给定的,当21R R =，即滑片处于正中位置时相对误差最大．则%10040⨯≤V R R δ三、半偏法的实验条件1．电流表半偏法测电阻的实验条件用如图1所示的电路测电流表内阻时，为使实验误差较小,必须使A R R >>1,实验上通常取A R R 1001>,这时相对误差小于1％．为使电流表指针能达到满偏，必须1R I g ε≈．因0R R g <，所以本实验应满足的条件是A R R 1000≥g I R ε>02．电压表半偏法测内阻的实验条件 用如图所示的电路测电压表的内阻时，为使实验误差较小,必须V R R <<0．实验上通常取200V R R <,这时相对误差约1%．为使电压表指针能达到满偏，必须满足g U >ε．所以本实验应满足的条件是200VR R <g U >ε。

完整版用半偏法测电阻及误差分析一、实验目的使用半偏法测量电阻，并分析实验中的误差。

二、实验原理```V-----Voltmeter-----R-----Ammeter-----------```在实验中，通过改变外加电压V和电阻R的关系，可以得到电流I与电阻R之间的关联，从而间接测量电阻R的大小。

根据分压原理，可以得到电流I与电压V的关系式：I=V/(R+Rm)其中Rm是流过电流表和电阻R之间的电阻，可以通过测量电路的电流和电压来计算得到。

由于实际测量过程中会有误差的存在，因此需要对误差进行分析。

三、实验步骤及数据处理1.搭建电路，并连接好电流表和电压表。

2.选择合适的电压值V和测量几组电流I的数据。

3.计算Rm的值：Rm=V/I，其中V为电池的电压。

4.将测得的数据带入关系式I=V/(R+Rm)中，计算得到电阻R的值。

5.将实际的电阻值与计算得到的电阻值进行对比，分析误差。

四、误差分析1.测量电压和电流的误差：电压表和电流表在测量过程中都会有一定的误差，这会导致测得的电流和电压值存在误差。

2.流过电流表和电阻之间的电阻误差：在实际电路中，电流表和电阻之间会有一定的电阻，这个电阻会对实验结果产生影响。

3.线路接触不良：实际电路中，线路的接触不良会导致测量的电流和电压值不准确。

4.温度变化：电阻的阻值在不同的温度下会有所变化，因此在实验中需要注意控制温度均匀。

1.选择精确的测量设备：选择合适精度的电流表和电压表，以减小测量误差。

2.提高线路的接触质量：确保线路连接牢固，减小接触电阻的误差。

3.保持稳定温度：在实验过程中尽量控制环境温度稳定，以减小温度变化对测量结果的影响。

4.多次重复测量：进行多次测量，并取平均值，以减小测量误差。

五、总结。

11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．1、 用半偏法测电流表的内阻R g电流表的内阻R g 的测量电路有图1和图2两种电路． 应用图1电路测量电流表的内阻： 步骤：（1）先闭会开关S 1和S 2，调节变阻器R ，使电流表指针指向满偏； （2）再断开开关S 2，仅调节电阻箱R /，使电流表指针指向半偏； （3）电流表的内阻等于电阻箱的阻值R /． 实验仪器的基本要求：R << R /． 表流表内阻误差分析：图1是串联半偏，因为流过R g 和R /的电流相等，应比较它们的电压U g 和U 2的大小，S 2闭合时，两者电压之和和U =U g +U 2=U g +0= U g ，S 2断开时，电路的总电阻增大，由闭合电路的欧姆定律得：总电流减少，R 的右端电阻、R 0和电源内阻三者电压之和减少，并联部分的电压U 并增大，即U 并= U g /2 +U 2/>U g所以U 2/> U g /2 ，R /> R g ．故测量值偏大．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R << R /，以减小因闭合S 2而引起总电压的变化，从而减小误差．应用图2电路测量电流表的内阻： 步骤：S 1R 0RS 2图1GR / 图2（1）先将R调到最左端，闭合S1，断开S2，调节R使电流表满偏；（2）使R不变，闭合S２调节电阻箱R’使电流表指到满刻度的一半；（3）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：R >> R/．表流表内阻误差分析图2是并联半偏，在半偏法测内阻电路中，当闭合S２时，引起总电阻减小，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R >>R/，以减小因闭合S2而引起总电流的变化，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图3步骤：（1）先将R调到最左端，闭合S1和 S2，调节R使电压表满偏；（2）使R不变，断开S２调节R/ 使电压表指到满刻度的一半；（3）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S２时，引起总电阻增大，滑动变阻器两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/ 上的电压将比电压表半偏电压大，故R/ 的电阻比电压表的内阻大，所以测得电压表内阻偏大．22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 x 的阻值拓展1：如果已知电流表的内阻为R g ，将一个未知的电阻R x按图4连接，可以测出未知的电阻R x 的阻值．步骤同图1；测量结果为：R x =R /- R g 误差分析如图3；拓展2：如果已知电流表的内阻为R g ，将一个未知的电阻R x 按图5连接，可以测出未知的电阻R x的阻值．步骤同图2；测量结果为：R x =R / - R 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 （表头），满偏电流为A μ50，内阻约为800～850ΩmA 1、mA 10的两量程电流表．可供选择的器材有：滑动变阻器R 1，最大阻值20Ω； 电阻箱R '，最大阻值Ω9999电池E 1，电动势；电池2E ，电动势V 0.3；电池E （所有电池内阻均不计）S 1图4E44标准电流表A ，满偏电流mA 5.1；单刀单掷开关1S 和2S ，单刀双掷开关3S ，电阻丝及导线若干．采用如图6所示电路测量表头的内阻，为提高测量精确度，选用的滑动变阻器为 ；选用的电池为 ．图6解析：根据半偏法的实验原理，提高测量精确度，按图6电路，就要求R >> R /，以减小因闭合S 2而引起总电流的变化，从而减小误差．因此题中已知的器材滑动变阻器选2R （或最大阻值Ωk 100）．电流表的满偏电流为A μ50，滑动变阻器的最大阻值Ωk 100，可知其需要的电压为A μ50X Ωk 100=5V ，故选电动势的3E ．同型题：1（05年江苏）将满偏电流I g =300μA 、内阻未知的电流表○G 改装成电压表并进行核对．(1)利用如图7所示的电路测量电流表○G 的内阻(图中电源的电动势E=4V )：先闭合S 1，调节R ，使电流表指针偏转到满刻度；再闭合S 2，保持R 不变，调节R ′，使电流表指针偏转到满刻度的32，读出此时R ′的阻值为200Ω，则电流表内阻的测量值R g= Ω． (2)将该表改装成量程为3V 的电压表，需 (填“串联”或“并联”)阻值为R 0= Ω的电阻．答案：（1）100 （2）串联 9900例2（88年全国高考）如图8所示是测定电流表内电阻实验的电路图，电流表的内电阻约在100Ω左右，满偏电流为500μＡ，用电池作电源．图7图8GRR ′K 1K 2E某学生进行的实验步骤如下：①先将R的阻值调节到最大，合上K1，调节R的阻值，使电流表的指针偏到满刻度．②合上K2，调节R′和R的阻值，使电流表的指针偏到满刻度的一半．③记下R′的阻值．指出上述实验步骤中有什么错误．答：．解析：②只调节R′，不能调节R同型题2（84年全国高考）测定电流表内电阻的实验中备用的器件有:A、电流表(量程0～100μA),B、标准伏特表(量程0～5V),C、电阻箱(阻值范围0～999Ω),D、电阻箱(阻值范围0～9999Ω),E、电源(电动势2V,有内阻),F、电源(电动势6V,有内阻),G、滑动变阻器(阻值范围0～50Ω,额定电流,还有若干电键和导线．（1）、如果采用图9所示的电路测定电流表A的内电阻并且要想得到较高的精确度,那末从以上备用的器件中,可变电阻R1应选用 ,可变电阻R2应选用 ,电源ε应选用．(用字母代号填写)（2）、如果实验时要进行的步骤有:A、合上K1；B、合上K2；图９C、观察R1的阻值是否最大,如果不是,将R1的阻值调至最大；D、调节R1的阻值,使电流表指针偏转到满刻度；E、调节R2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度的一半；55F、记下R2的阻值．把以上步骤的字母代号按实验的合理顺序填写在下面横线上空白处:①；②；③；④；⑤；⑥．（3）、如果在步骤F中所得R2的阻值为600欧姆,则图9中电流表的内电阻R g的测量值为欧姆．（4）、如果要将第(1)小题中的电流表A改装成量程为0～5V的伏特表,则改装的方法是跟电流表联一个阻值为欧姆的电阻．（5）、图10所示器件中,一部分是将电流表改装为伏特表所需的,其余是为了把改装成的伏特表跟标准伏特表进行核对所需的．首先在下面空白处画出改装和核对都包括在内的电路图(要求对0～5V的所有刻度都能在实验中进行核对),然后在图2上画出连线,将所示器件按以上要求连接成实验电路．图10答案：（1）.D,C,F （2）.CADBEF （3）.600. （4）、串,49400.（5）、图119图126677。

半偏法测电流表和电压表的内阻实验系统误差分析一、半偏法测电流表的内阻实验系统误差分析半偏法测电流表的内阻实验电路原理图如图1所示，实验操作步骤如下：第一步：开关S 1、S 2闭合前，将滑动变阻器R 1的阻值调到最大。

第二步：闭合开关S 1，调节滑动变阻器R 1，使电流表满偏。

第三步：保持开关S 1闭合，滑动变阻器不动，闭合开关S 2，调节电阻箱R 2的阻值，使电流表半偏。

第四步：记下此时电阻箱R 2的阻值，则电流表的内阻2R R g =。

本实验要求滑动变阻器的阻值远大于电流表的内阻，即g R R >>1，这样就可近似认为开关S 2闭合前后干路中的总电流是不变的。

但事实上，当开关S 2闭合后，干路中的总电流是变大的，当电流表半偏时，通过电阻箱R 2的电流比通过电流表的电流要大，根据并联分流规律可知，半偏法测出的电流表的内阻要比电流表的实际内阻小。

下面笔者从理论上运用严格的数学方法对该实验的系统误差进行分析。

假定电源的电动势为E，内阻为r，电流表的满偏电流为I g 。

闭合开关S 1，调节滑动变阻器R 1，使电流表满偏时，根据闭合电路欧姆定律得)(1g g R r R I E ++=（1）闭合开关S 2，调节电阻箱R 2的阻值，使电流表半偏时，根据闭合电路欧姆定律及并联分流公式得gggg R R R R R R R r R E I +∙+++=2222121（2）联立（1）和（2），消除E 和I g 得ggR R r R rR R +++=112（3）由（1）解得g g R I Er R -=+1，将其代入（3）得g g g R ER I R )1(2-=（4）由（3）可知g R R <2，且当g R r R >>+1，即g R R >>1时，2R R g =近似成立。

由（4）可知g R 与2R 的相对误差ER I R R R g g gg =-=2η（5）图1由（5）可知，电源的电动势E 越大，相对误差越小。

半偏法测电阻的误差分析半偏法是一种常用的电阻测量方法，适用于测量较大的电阻值。

然而，任何测量都有一定的误差，包括半偏法测电阻。

误差分析是对测量结果的准确性和可靠性进行评估的过程，从而确定测量结果的误差范围。

1.系统误差：指在所有测量中存在的偏差，它可能是由于仪器的固有缺陷、电源稳定性、电流源的非线性等原因引起的。

例如，仪器的刻度不准确、电流源电流不稳定等。

这些都会对测量结果产生一个恒定的偏差。

2.随机误差：指在多次测量中，由于各种因素的不确定性导致的误差。

例如，由于温度变化、测量器具的读数不稳定、电源的波动等产生的误差。

这些误差在不同的测量中会有随机性的分布。

针对半偏法测电阻的误差分析，可以采取以下步骤：1.系统误差的估计：-对仪器进行校准，了解刻度误差并进行修正。

-检查电流源的稳定性，可以采用多次测量同一电阻值来观察电源漂移情况。

2.随机误差的估计：-进行多次测量，计算平均值和标准偏差。

多次测量可以减小随机误差的影响。

-如果是由于环境因素引起的误差，可以控制环境条件，如温度、湿度等，来减小误差。

3.合并误差：-根据误差的类型和估计结果，可以采用合并法或传递法来确定总体误差。

合并法是将各项误差叠加，得到总体误差；传递法是将各个误差项通过数学运算来传递，并计算最终的结果误差。

4.结果的误差范围：-根据上述步骤得到的误差估计，可以计算测量结果的误差范围。

通常使用置信区间来表示误差范围，例如95%的置信区间。

需要注意的是，误差分析是一项复杂的过程，需要综合考虑多种因素。

在实践中，应重视对仪器的正确使用和维护，尽量在稳定的环境中进行测量，并保证数据的重复性和可靠性。

同时，对于重要的测量结果，可以采取多个方法进行验证和比较，以提高测量的准确性。

江苏省姜堰中学二轮复习教学案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．1、 用半偏法测电流表的内阻R g 电流表的内阻R g 的测量电路有图1和图2两种电路．应用图1电路测量电流表的内阻：步骤：（1）先闭会开关S 1和S 2，调节变阻器R ，使电流表指针指向满偏；（2）再断开开关S 2，仅调节电阻箱R /，使电流表指针指向半偏； （3）电流表的内阻等于电阻箱的阻值R /．实验仪器的基本要求：R << R /．表流表内阻误差分析：图1是串联半偏，因为流过R g 和R / 的电流相等，应比较它们的电压U g 和U 2的大小，S 2闭合时，两者电压之和和U =U g +U 2=U g +0= U g ，S 2断开时，电路的总电阻增大，由闭合电路的欧姆定律得：总电流减少，R 的右端电阻、R 0和电源内阻三者电压之和减少，并联部分的电压U 并增大，即U 并= U g /2 +U 2/ > U g所以U 2/ > U g /2 ，R / > R g ．故测量值偏大．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R << R / ，以减小因闭合S 2而引起总电压的变化，从而减小误差．应用图2电路测量电流表的内阻： 步骤：（1）先将R 调到最左端，闭合S 1，断开S 2，调节R 使电流表满偏；（2）使R 不变，闭合S ２调节电阻箱R ’使电流表指到满刻度的一半；（3）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：R >> R /． 表流表内阻误差分析图2是并联半偏，在半偏法测内阻电路中，当闭合S ２时，引起总电阻减小，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S R 0 R S 2 图1 GR / 图2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R >> R / ，以减小因闭合S 2而引起总电流的变化，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：（1）先将R 调到最左端，闭合S 1和 S 2，调节R 使电压表满偏；（2）使R 不变，断开S ２调节R / 使电压表指到满刻度的一半；（3）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 ２时，引起总电阻增大，滑动变阻器两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 / 上的电压将比电压表半偏电压大，故R / 的电阻比电压表的内阻大，所以测得电压表内阻偏大．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 x 的阻值拓展1：如果已知电流表的内阻为R g ，将一个未知的电阻R x 按图4连接，可以测出未知的电阻R x 的阻值． 步骤同图1；测量结果为：R x =R / - R g 误差分析如图3；拓展2：如果已知电流表的内阻为R g ，将一个未知的电阻R x 按图5连接，可以测出未知的电阻R x 的阻值．步骤同图2； 测量结果为：R x =R /- R 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 （表头），满偏电流为A μ50，内阻约为800～850Ω，把它改装成mA 1、mA 10的两量程电流表．可供选择的器材有：滑动变阻器R 1，最大阻值20Ω； 滑动变阻器2R ，最大阻值Ωk 100 电阻箱R '，最大阻值Ω9999定值电阻0R ，阻值Ωk 1；电池E 1，电动势1.5V ；电池2E ，电动势V 0.3；电池3E ，电动势V 5.4；（所有电池内图3 1R X RS 2 图4GR /R 0 GR R ′ K 1K 2图5R x阻均不计）标准电流表A ，满偏电流mA 5.1；单刀单掷开关1S 和2S ，单刀双掷开关3S ，电阻丝及导线若干．采用如图6所示电路测量表头的内阻，为提高测量精确度，选用的滑动变阻器为 ；选用的电池为 ．...GR'S 2S 1R E图6解析：根据半偏法的实验原理，提高测量精确度，按图6电路，就要求R >> R / ，以减小因闭合S 2而引起总电流的变化，从而减小误差．因此题中已知的器材滑动变阻器选2R （或最大阻值Ωk 100）A μ50Ωk 100要的电压为A μ50X Ωk 100=5V ，故选电动势4.5V 的3E ．同型题：1（05年江苏）将满偏电流I g =300μA 、内阻未知的电流表○G 改装成电压表并进行核对．(1)利用如图7所示的电路测量电流表○G 的内阻(图中电源的电动势E=4V )：先闭合S 1，调节R ，使电流表指针偏转到满刻度；再闭合S 2，保持R 不变，调节R ′，使电流表指针偏转到满刻度的32，读出此时R ′的阻值为200Ω，则电流表内阻的测量值R g=Ω．(2)将该表改装成量程为3V 的电压表，需 (填“串联”或“并联”)阻值为R 0= Ω的电阻．答案：（1）100 （2）串联 9900例2（88年全国高考）如图8所示是测定电流表内电阻实验的电路图，电流表的内电阻约在100Ω左右，满偏电流为500μＡ，用电池作电源．某学生进行的实验步骤如下：①先将R 的阻值调节到最大，合上K 1，调节R 的阻值，使电流表的指针偏到满刻度．图7图8GR R ′K 1K 2②合上K2，调节R′和R的阻值，使电流表的指针偏到满刻度的一半．③记下R′的阻值．指出上述实验步骤中有什么错误．答：．解析：②只调节R′，不能调节R同型题2（84年全国高考）测定电流表内电阻的实验中备用的器件有:A、电流表(量程0～100μA),B、标准伏特表(量程0～5V),C、电阻箱(阻值范围0～999Ω),D、电阻箱(阻值范围0～9999Ω),E、电源(电动势2V,有内阻),F、电源(电动势6V,有内阻),G、滑动变阻器(阻值范围0～50Ω,额定电流1.5A),还有若干电键和导线．（1）、如果采用图9所示的电路测定电流表A的内电阻并且要想得到较高的精确度,那末从以上备用的器件中,可变电阻R1应选用 ,可变电阻R2应选用 ,电源ε应选用．(用字母代号填写)（2）、如果实验时要进行的步骤有:A、合上K1；B、合上K2；C、观察R1的阻值是否最大,如果不是,将R1的阻值调图９至最大；D、调节R1的阻值,使电流表指针偏转到满刻度；E、调节R2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度的一半；F、记下R2的阻值．把以上步骤的字母代号按实验的合理顺序填写在下面横线上空白处:①；②；③；④；⑤；⑥．（3）、如果在步骤F中所得R2的阻值为600欧姆,则图9中电流表的内电阻R g的测量值为欧姆．（4）、如果要将第(1)小题中的电流表A改装成量程为0～5V的伏特表,则改装的方法是跟电流表联一个阻值为欧姆的电阻．（5）、图10所示器件中,一部分是将电流表改装为伏特表所需的,其余是为了把改装成的伏特表跟标准伏特表进行核对所需的．首先在下面空白处画出改装和核对都包括在内的电路图(要求对0～5V的所有刻度都能在实验中进行核对),然后在图2上画出连线,将所示器件按以上要求连接成实验电路．图10答案：（1）.D,C,F （2）.CADBEF （3）.600. （4）、串,49400. （5）、图119图12。

昨天有同学QQ询问，半偏法需要掌握吗，理由是在2016年全国卷Ⅱ卷中考查了测电压表内阻的半偏法。

根据我自己的实际教学，我在北大清华班半偏法是必讲，以此是拓宽学生的知识面和物理思维，但是在普通班（当然普通班一个班考一本的人数在30左右，相对于北大清华班差一些，不是那种很渣的班级）不一定讲，在2009届的时候我没有讲，这一届我给学生讲了，其理由也是因为2016年高考出现过。

所以尽管考纲没有明确把半偏法列入考察范围，我推荐大家必需掌握，因为考纲并没有明确说半偏法不考，所以即使考到了也不超纲。

一、半偏法的前世今生新课改之前，课本有一个电学实验是《电表的改装》，也就是把表头改为电压表或者大量程的电流表。

在改装之前，需要测量表头的内阻。

由于表头的内阻小，满偏电流也很小，通常是微安级，其两端电压也特别小，实验室中没有测量如此小电压的电压表，所以常规测电阻的方法——伏安法无法满足测量要求，因此必须另辟蹊径，于是半偏法应用而生。

大家可以翻阅新课标改革之前各地的高考题目，见到很多半偏法的题目，但是实行新课标之后，考纲只要求掌握电表改装的原理与方法，而删掉了电表改装的实验，所以自那以后，这个实验在高考试卷中销声匿迹。

直到2016年才重现江湖。

老李的观点是，考纲说不考的一定不学，考纲没说考查的，根据实际情况去学。

下面给大家详细分析两种半偏法，包括误差分析。

二、恒流半偏法测表头电阻（此方法适合测量小电阻）1．测量原理分析电路图如图所示，具体操作步骤是，第一步：合上S1，断开S2，调整滑动变阻器R，使表头G恰好满偏；第二步：闭合S2，保持R的阻值不变，调整电阻箱R1，使电流表半偏。

此时认为表头内阻Rg=R1。

注意，在开关S1闭合之前，滑动变阻器R应调到最大值；在开关S2闭合之前，变阻箱，应调到最大。

2．测量误差分析（1）定量分析由此可见，此方法测量的是Rg与（r+R）并联的阻值。

根据表达式可知，为了减小误差，需要满足（r+R）>>Rg，由于干电池的内阻很小，只需要满足R>>Rg即可，也就是实验要求滑动变阻器的接入电路阻值尽可能的大。