半偏法测电表内阻
- 格式：docx
- 大小：478.50 KB
- 文档页数：5
半偏法测电压表和电流表的内阻
考点一：电流表的半偏法
测量步骤：首先，闭合S1,调节滑动变阻器R使得G带测灵敏电流表示数最大(满偏).；
然后，保持S1闭合,滑动变阻器不动,闭合S2,并调节变阻器R',使得待测灵敏电流表示数为最大示数的一半,即满偏时的一半(半偏).；
记下此时变阻器R'的电阻大小(可以直接读出),该电阻即为待测灵敏电流表的电阻大小。
误差分析：由于该过程中,R的电阻较大,我们近似的把整个过程中的干路电流当作不变的（在选择仪器的时候要保证其它部分的电阻之和要远大于并联部分，所以干路上的滑动变阻器一般选较大的，对应电源也要选择电动势较大的）。实际情况中,随着S2的闭合,整个电路中的电流将会变大,当表头半偏时，流过电阻箱的电流大于流过表头的电流，所以电阻箱阻值小于表头内阻。但我们还是认为干路电流不变，认为流过电阻箱的电流等于流过表头的电流，即电阻箱阻值等于表头内阻。所以测量结果比真实值偏小。
典例分析：
例1. （1）甲同学要把一个量程为200μA的直流电流计，改装成量范围是0～4V的直流电压表。
①他按图所示电路、用半偏法测定电流计的内电阻rg，其中电阻R0约为1kΩ。为使rg的测量值尽量准确，在以下器材中，电源E应选用 ，电阻器R1应选用 ，电阻器R2应选用 （选填器材前的字母）。
A．电源（电动势1.5V）
B．电源（电动势6V）
C．电阻箱（0～999.9Ω）
D．滑动变阻器（0～500Ω）
E．电位器（一种可变电阻，与滑动变阻器相当）（0～5.1kΩ） F．电位器（0～51kΩ）
②该同学在开关断开情况下，检查电路连接无误后，将R2的阻值调至最大。后续的实验操作步骤依次是：
，
，
，
，最后记录R1的阻值并整理好器材。（请按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母）
A．闭合S1
B．闭合S2
C．调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度
D．调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半
E．调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半
F．调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度
③如果所得的R1的阻值为300．0Ω，则图1中被测电流计的内阻rg的测量值为 Ω，该测量值 实际值（选填“略大于”、“略小于”或“等于”）。
④给电流计 联（选填“串”或“并”）一个阻值为 kΩ的电阻，就可以将该电流计改装为量程4V的电压表。
（2）乙同学要将另一个电流计改装成直流电压表，但他仅借到一块标准电压表、一个电池组E、一个滑动变阻器R′和几个待用的阻值准确的定值电阻。
①该同学从上述具体条件出发，先将待改装的表直接与一个定值电阻R相连接，组成一个电压表；然后用标准电压表校准。请你画完图方框中的校准电路图。
②实验中，当定值电阻R选用17.0kΩ时，调整滑动变阻器R′的阻值，电压表的示数是4.0V时，表的指针恰好指到满量程的五分之二；当R选用7.0kΩ时，调整R′的阻值，电压表的示数是2.0V，表的指针又指到满量程的五分之二。 由此可以判定，表的内阻rg是 kΩ，满偏电流Ig是 mA。若要将表改装为量程是15V的电压表，应配备一个 kΩ的电阻。
参考答案：（1）①电源选B，电阻箱选C，滑动变阻器选F ②BCAE ③略小于
④串联 R=19.7kΩ
（2）校对改装成的电压表，应将电压表与标准电压表并联接入电路，使电路两端的电压从零开始变化，观察两表示数的差值，确定对改装时串接给电流计的分压电阻增大些还是减小些。所以滑动变阻器应采用分压式接法，校对电路如图所示：
对电压表，由欧姆定律有：，带入两次的R、标准电压表示数U解得：，；
若要改装成量程为15V的电压表，由欧姆定律及串联电路分压规律有：，代入数据解得，应串联的分压电阻为：R=27kΩ.
例2. 某同学在进行扩大电流表量程的实验时，需要知道电流表的满偏电流和内阻。他设计了一个用标准电流表G1来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的电路，如图所示。已知G1的量程略大于G2的量程，图中R1为滑动变阻器，R2为电阻箱。该同学顺利完成了这个实验。
①实验过程包含以下步骤，其合理的顺序依次为__________（填步骤的字母代号）；
A．合上开关S2
B．分别将R1和R2的阻值调至最大
C．记下R2的最终读数
D．反复调节R1和R2的阻值，使G1的示数仍为I1，使G2的指针偏转到满刻度的一半，此时R2的最终读数为r
E．合上开关S1
F．调节R1使G2的指针偏转到满刻度，此时G1的示数为I1，记下此时G1的示数
②仅从实验设计原理上看，用上述方法得到的G2内阻的测量值与真实值相比____________（填“偏大”、“偏小”或“相等”）； ③若要将G2的量程扩大为I，并结合前述实验过程中测量的结果，写出须在G2上并联的分流电阻RS的表达式，RS=____________。
参考答案：①只闭合S1（S2不闭合），标准电流表G1与待测电流表G2串联，通过两表的电流相同，使待测电流表G2满偏即可由标准电流表G1读出其满偏电流I1。再闭合S2后，反复调节R1和R2的阻值，使G1的电流仍为I1，而G2的电流为I1，则此时通过电阻箱R2的电流也为I1，据并联电路的特点知，电阻箱R2的阻值与G2的内阻相等。
②从实验设计的原理上，可准确得到待测电流表G2的内阻。
③若要将G2的量程扩大为I，需并联一个分流电阻RS，G2满偏时通过分流电阻RS的电流应为I-I1，此时分流电阻RS两端的电压与G2的满偏电压相等，为I1r，所以。
考点二：电压表的半偏法
电压表的半偏法与电流表原理相似，此处就不再赘述。
典例分析：
例3. 如图所示为半偏法测电压表内阻R2的电路图。
(1)闭合S前，变阻器滑片P应置于____，R2应调到____．
(2)试从下述器材中选出必要且适当的器材，用于测定一只伏特表(RV=5 kΩ ，Vm=10 V)的精确内阻值：
A．电阻箱：0～20 Ω ；
B．电阻箱：0～9999 Ω ；
C．电位器：0～20 kΩ ；
D．变阻器：0～750 Ω ；
E．变阻器：0～20 Ω ；
F．电源：E=6 V，IN=0.5 A；
G．电源：E=12 V；IN=1.0 A；
H．电源：E=36 V，IN=1.5 A；
Ⅰ．开关一只，导线若干．
①电源应选择____；
②R1应选择____；
③R2应选择____；
(3)测量值____RV的真实值(填“大于”“小于”或“等于”)
参考答案：(1)A端；0
(2)①G ②E ③B
(3)大于
例4. 某同学将量程为200μA、内阻为500Ω的表头改装成量程为1mA和10mA的双量程电流表，设计电路如图（a）所示。定值电阻R1=500Ω，R2和R3的值待定，S为单刀双掷开关，A、B为接线柱。回答下列问题：
（1）按图（a）在图（b）中将实物连线；
（2）表笔的颜色为
色（填“红”或“黑”）
（3）将开关S置于“1”挡时，量程为 mA；
（4）定值电阻的阻值R2= Ω，R3= Ω。（结果取3位有效数字）
（5）利用改装的电流表进行某次测量时，S置于“2”挡，表头指示如图（c）所示，则所测量电流的值为 mA。
参考答案：
（1）略 （2）黑 （3）10 （4）225；25 （5）0.780（0.78）
S
R3
R2
3 - + μA
表笔a
图b
表笔b
R1
A
B
图c
μA R1
R2
R3
1
2
A B S 图a
