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电表内阻的几种测量方法 修

电表内阻的几种测量方法  修
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电表内阻的几种测量方法

内阻的测量是近年来高考的热点和亮点,在测量电表内阻的实验中,要灵活运用所学过

的实验方法,依据实验原理和实验仪器,按照题设要求和条件进行合理的测量。练习用多种方法测定电表的内阻,可以培养学生思维的发散性、创造性、实验设计能力和综合实验技能。

一、电流表内阻测量的方法

灵敏电流表是用来测定电路中电流强度且灵敏度很高的仪表。它有三个参数:满偏电流Ig 、满偏时电流表两端的电压Ug 和内阻r g 。一般灵敏电流表的Ig 为几十微安到几毫安,r g 为几十到几百欧姆,Ug=Igr g 也很小。将电流表改装为其他电表时要测定它的内阻,根据提供的器材不同,可以设计出不同的测量方案。练习用多种方法测定电流表的内阻,可以培养学生思维的发散性、创造性、实验设计能力和综合实验技能。本节课拟谈几种测定电流表内阻的方法。

1.直接伏安法

电流表满偏电压U g 按如图1所示电路进行测量,待测电流表G 和毫伏表mv 并联,r 为保护电阻,R 0为滑动变阻器。测量时,r 先

置最大值,闭合开关K 后,调节R 0和r ,使电流表G 的指针达满偏。此时毫伏表上的读数就是电流表的满偏电压U g ,则电流表的内电阻

R g 为: R g =

g

g I U 其中I g 就是电流表的满偏刻度值。

该实验电路图采用分压式电路,如果保护电阻r 的阻值足够大,

也可简化为如图2所示电路测量。其中R 可用电位器(阻值约为10K Ω)。测量方法同上。

2、以安代伏法

这一方法是运用一个已知内阻的电流表测电压(或算电压),此方法适用于电压表不能用或没有电压表等情形。设计电路时除考虑电流表的量程外,还要考虑滑动变阻器分压与限流的连接方式。

实验电路如图所示,其表达式

12

21I r I r =

,式中1I 、2I 、1r 、2r 分

别表示通过电流表1A 、2A 的电流和它们的内阻。

3、串R 伏安法

“加R ”法又叫“加保护电阻”法。在运用伏安法测电阻时,由于电压表或电流表的量程太小或太大,为了满足安全、精确的原则,加保护电阻的方法就应运而生,设计电路时不仅要考虑电压表和电流表的量程,还要考虑滑动变阻器分压与限流的连接方式。 电路图如图所示;电流表1A 内阻的表达式为:2R I U

R A -=

4、电流监控法

实验中,先将2S 断开,1S 接通,调节变阻器R 的值,使被测电流表G 指针满偏,记下监控表G '的示值G I '。再接通2S ,反复调节变阻器R 和电阻箱R ',使G 的指针恰好半偏,而G '的示值不变。这时电阻箱R '的示值即可认为等于G 的内阻

g

r 。

用图所示电路测量电流表G 的内阻,也可不用半偏法。将开关1S 、2S 均接通,读出被测电流表G 的示值G I 、监控表G '的示值G I '、电阻箱的示值R ',则可根据

G

G G g I R I I r '

-=

')(计算出电流表G 的内阻。

5、半偏法

1)恒流半偏法:

如图5所示电路,断开K 2,闭合K 1,调节滑动变阻器R 0及保护电阻r ,使待测电流表G 达满偏,同时记下G 0表上的读数I ,当电流表G 、G 0表的精度不同时,读数I g 与I 会有所差异。然后闭合开关K 2,交替调节电阻箱R 及变阻器R 0,使电流表G 的指针达半偏,而G 0的读数保持为I 不变。此时通过电阻箱R 与G 表的电流强度相等,均为I g /2,则电流表内阻R g 与电阻箱的读数R 相等,即:R g =R

如图6所示,测量时,电位器R 先置最大值,K 2断开,闭合K 1,调节R 使电流表G 达到满偏,并保持R 不变。再闭合K 2,调节R 0的阻值,使电流表G 指针达半偏,此时电阻箱的阻值R 0,当满足R?R 0时,则电流表的内阻就等于R 0,即:R g =R 0

2)恒压半偏法:

如图7所示,r 先置最大值,电阻箱R 的阻值调节在一个较小的数值R 1。闭合K ,调节R 0

及r ,使电流表指针满偏,即通过电流表的电流强度为I g ,记下此时毫伏表读数U AB 。根据部分电路欧姆定律:U AB =I g (R 1+R g )

然后调节电阻箱R 的阻值和滑动变阻器R 0的滑动触头,使电流表指针达到半偏,而毫伏表上的读数U AB 保持不变(即A 、B 两点间的电压不变)。此时电阻箱上指示的阻值为R 2

,则: U AB =I g (R 2+R g )∕2 可得:R g =R 2-2R 1

若在开始调节时,电阻箱的阻值置于零,即R 1

=0,则电阻箱的阻值R 2就等于电流表的内阻R g ,即R g =R 2。这样测得的内电阻R g 的误差比R 1不为零时测得的要小。

如图8所示电路,待测电流表G 与电阻箱R 串联,电源用蓄电池,内阻可以忽略。测量时,电

阻箱电阻置于最大值,闭合开关K ,逐渐减小电阻箱的阻值,使电流表G 指针达半偏,此时电阻箱的读数为R 1,由欧姆定律可得:E =I g (R g +R 1)/2

再次减小电阻箱的阻值,使电流表指针达满偏I g ,此时电阻箱的阻值为R 2,则:E =I g (R g +R 1)可得:R g =R 1-2R 2 6、代替法

1)电流等效替代法

先将2S 拨至与触点1接通,闭合1S ,调节变阻器R ,使监测表G '指针指某一电流值(指针偏转角度大些为好),记下这一示值。再将单刀双掷开关2S 拨至与触点2接通,保持变阻器R 的滑片位置不变,调节电阻箱R ',使监测表G '恢复原来的示值,则可认为被测电流表G 的内阻

等于电阻箱的示值。即R g =R 2)电压等效替代法: 测量时,先闭合K 1,K 2扳至1端,调节滑动变阻器R 0及r ,使待测电流表指针接近满偏刻度值,毫伏表指针指在某一刻度值U 。然后断开K 1,电阻箱的阻值置于零值,K 2扳至2端后,再闭合K 1,逐渐调节电阻箱的阻值,使毫伏表指针仍

指在原来的刻度值U ,此时,电阻箱指示的阻值R 就等于电流表的内阻R g ,即:R g =R

二、电压表内阻测量的几种方法

电压表内阻的测量是近年来高考的热点和亮点,其实电压表内阻的测量和一般电阻的测量一样,所不同的就是电压表可提供自身两端的电压值作为已知条件。因此,在测量电压表内阻的实验中,要灵活运用所学过的实验方法,依据实验原理和实验仪器,按照题设要求和条件进行合理的测量。

1. 直接伏安法

电压表是测定电路两端电压的仪器,理想电压表的内阻可视为无限大,但实际使用的电压表内阻并不是无限大。

2、 并R 伏安法

闭合开关1S 、2S ,调节R 的滑动触头使电压表V 满偏,设满偏电压为m U ,读出电流表A

示数为1I ,有

01)(R R U I U V

m

m -

=①

闭合1S ,断开2S ,调节R 的滑动触头使电压表V 满偏m U ,读出电流表A 示数为2I ,有V m R I U 2=②

联立①②式,可得电压表内阻R I I I R V 2

2

1-=

3、串R 伏伏法

“伏伏”法是利用两块电压表测电阻的一种方法,这一方法的创新思维是运用电压表测电流(或算电流),此方法适用于电流表不能用或没有电流表等情形。设计电路时不仅要考虑电压表的量程,还要考虑滑动变阻器分压与限流的连接方式。

电压表V 的示数U ,电压表2V 的示数2U ,电阻箱1R 的读数1r 。根据欧姆定律,利用通过电压表的电流与通过电阻1R 的电流相等,算出电压表的电阻

U U Ur R V -=

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4、利用已知电动势的电源和电阻箱测量

量程为3V 的电压表,其内阻约为Ωk 3,现要求测出该电压表内阻,实验器材有:电源,电动势V E 6=,内阻不计;变阻器R ,阻值范围Ω-9.99991.0,额定电流A 2.0;开关和导线若干,

实验电路如图所示,由于电源的电动势准确给出,只需调节R 记下阻值,读出对应的电压值U ,由串联分配规律可得:

R U E U

R V -=

5、利用欧姆表测量

欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的,已知欧姆表刻度盘上中央刻度值为“20”,现用欧姆表测量一个内阻约为几千欧的电压表,实验中应把欧姆表选择开关调至×100挡,若欧姆表的读数如图所示,则该电压表内阻阻值为Ω2500。

6、利用半偏法测量

方法一:用如图所示电路① 断开开关S ,按图3连接好电路;② 把滑动变阻器的触头P 滑到b 端;③ 将电阻箱的阻值调到零;④ 闭合开关S ;⑤ 调节滑动变阻器R 的阻值,使电压表指针达到满偏;⑥ 调节电阻箱0R 的阻值,

使电压表指针达到半偏,读出此时电阻箱0R 的阻值,即为电压表的内电阻V R 的测量值。

方法二:内阻可忽略不计的电源E,先调节电阻箱阻值,使电压表指针指在中间刻度线,记

下电阻箱的阻值1R ,有E R R R U V V 121

+=①再调节电阻箱阻值,使指针指在满

偏刻度,记下电阻箱的阻值2R 由串联分压规律:E

R R R U V V

2+=

②,解①②式

得212R R R V -=

电阻的测量方法及原理

一、电阻的测量方法及原理 一、伏安法测电阻 1、电路原理 “伏安法”就是用电压表测出电阻两端的电压U,用电流表测出通过电阻的电流I,再根据欧姆定律求出电阻 R= U/I 的测量电阻的一种方法。 电路图如图一所示。 如果电表为理想电表,即 R V =∞,R A =0用图一(甲)和图一(乙) 两种接法测出的电阻相等。但实际测量中所用电表并非理想电表,电压表的阻并非趋近于无穷大、电流表也有阻,因此实验测量出的电阻值与真实值不同,存在误差。如何分析其误差并选用合适的电路进行测量呢? 若将图一(甲)所示电路称电流表外接法,(乙)所示电路为电流表接法,则“伏安法”测电阻的误差分析和电路选择方法可总结为四个字:“大小外”。 2、误差分析 (1)、电流表外接法 由于电表为非理想电表,考虑电表的阻,等效电路如图二所示,电压表的测量值 U 为ab间电压,电流表的测量值为干路电流,是流过待测电阻的电流与流过电压表的电流之和,故:R测= U/I = Rab = (Rv∥R)= (Rv×R)/(Rv+R) < R(电阻的真实值) 可以看出,此时 R测的系统误差主要来源于 Rv 的分流作用,其相对误差为δ外= ΔR/R = (R-R测)/R = R/(Rv+R) ( 2)、电流表接法 其等效电路如图三所示,电流表的测量值为流过待测电阻和电流表的电流,电压表的测量值为待测电阻两端的电压与电流表两端的电压之和,故:R测 = U/I = RA+R > R 此时R测的系统误差主要来源于RA的分压作用,其相对误差为: δ = ΔR/R = (R测-R)/R = RA/R 综上所述,当采用电流表接法时,测量值大于真实值,即"大";当采用电流表外接法时,测量值小于真实值,即“小外”。 3、电路的选择 (一)比值比较法 1、“大”:当 R >> RA 时,,选择电流表接法测量,误差更小。 “小外”:当 R << Rv 时,,选择电流表外接法测量,误差更小。

测电表电阻及电表的改装

电表的改装 4.用两只完全相同的电流表分别改装成一只电流表和一只电压 表.将它们串联起来接入电路中,如图2-4-21所示,此时( ) A .两只电表的指针偏转角相同 B .两只电表的指针都不偏转 C .电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角 D .电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角 5.(2011年黄冈高二检测)已知电流表的内阻R g =120 Ω,满偏电流I g =3 mA ,要把它改装成量程是6 V 的电压表,应串联多大的电阻?要把它改装成量程是3 A 的电流表,应并联多大的电阻? 6、用相同的灵敏电流计改装成量程为3V 和15V 两个电压表,将它们串联接人电路中,指针偏角之比为______,读数之比________。用相同电流计改装成0.6A 和3A 的两个电流表将它们并联接入电路中,指针偏角之比_______,读数之比_________. 7.一只电流表,并联0.01Ω的电阻后,串联到电路中去,指针所示0.4A ,并联到0.02Ω的电阻后串联到同一电路中去(电流不变),指针指示0.6A 。则电流表的内阻R A =_______Ω 8.在如图所示的电路中,小量程电流表的内阻为100Ω满偏电流为1mA,R 1=900ΩR 2=999100Ω.(1)当S 1和 S 2均断开时,改装所成的表是什么表?量程多大?(2)当S 1和 S 2均闭合时,改装所成的表是什么表?量程多大? 9.一电压表由电流表G 与电阻R 串联而成,如图所示,若在使用中发现此电压表计数总比准确值稍小一些,可以加以改正 的措施是 10、有一量程为100mA 内阻为1Ω的电流表,按如图所示 的电路改装,量程扩大到1A 和10A 则图中的R 1=______Ω,R 2=_______Ω. 11、有一只电流计,已知其Ig=500uA ,Rg=100Ω,现改装 成量程为6V 的电压表,则应___联____电阻.由于所用电阻不准,当改装成表与标准表比较时,发现标准值为3V 时,改装表读数为3.2V ,则实际所用电阻值偏_____(填“大”或“小”)_______ Ω. 12、一个量程为250V ,内阻为1M Ω的电压表,串联一个电阻接到220V 的电源上, 2 10A

高中物理复习教案.半偏法测电表电阻

半偏法测电表电阻 [P 3.] 实验原理: 在右图电路中,先断开S 2,闭合S 1,让电流通过电流表并使其满偏,然后接上电阻箱,并调节它使电流表半偏,由于总电流几乎不变,电流表和R 2上各有一半电流通过,意味着它们电阻相等,此时读出电阻箱的电阻,即为电流表的内阻R g =R 2 实验器材:待测电流表、蓄电池组、电阻箱、滑动变阻器、 电键2个及导线若干。 [P 4.]实验步骤: 1、按图接线,图中R 1 为滑动变阻器、 R 2为电阻箱,电源为蓄电 池,内阻可以不计。 2、先合下S 1 ,调节R 1使电流表指针满偏. 3、再合下S 2,保持电阻R 1不变,调节R 2使电流表指针半偏,记下R 2的值. 4、若R 1>100 R 2,则R g =R 2 一般情况 R 测量<R 真实 [P5 .]注意事项: 1、R 2必须用电阻箱,电阻箱的选择,只要它能调出与电流表内阻相当的电阻即可; 2、R 1可以用滑动变阻器,也可以用大阻值的电阻箱。当电阻箱接入时,维持总电流几乎不变是至关重要的,因为这时才可以说两条支路上各有一半电流。为此:R 1的实际阻值应远大于电流表的内阻(R 1>100 R 2),才能做到总电流几乎不变。 3、需要注意的是,R 1的大小不是由选用滑动变阻器的阻值大小决定,而是由下式决定: g g R I E R -= 1,在实验中,I g 、R g 都是一定的,为保证R 1>100 R 2,因此电源电动势应尽量选大一点好。 4、在调节电阻箱时,电阻R 1不应变化。 5、若不能保证R 1>>R 2,则由闭合电路欧姆定律(不计电源内阻),有 )R R (I E g g +=1 122 121 21R )I R R I (R I E g g g g g ++= 化简得到2 12 1R R R R R g -= [P7 .]半偏法测量电压表电阻 1.按右图接线,图中R 0 为电阻箱. 2.先合下S 1 ,调节R 0 =0,再调节R 使电压表指针满偏. 3.保持变阻器电阻R 不变,调节R 0使电压表指针半偏, 记下R 0的值. 4.若R 0>>R , 有 R V = R 0 一般情况 R 测量> R 真实 1

半偏法测电表内阻(可编辑修改word版)

半偏法测电流表和电压表的内阻实验系统误差分析 湖北省监利县朱河中学黄尚鹏 摘要:本文从理论上运用严格的数学方法对半偏法测电流表和电压表的内阻实验的系统误差进行了分析,从而给出半偏法测电流表和电压表内阻的实验条件,以供大家参考。 关键词:半偏法系统误差相对误差闭合电路欧姆定律并联分流串联分压 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: 图1 第一步:开关、闭合前,将滑动变阻器的阻值调到最大。 第二步:闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表满偏。 第三步:保持开关闭合,滑动变阻器不动,闭合开关,调节电阻箱的阻值,使电流表半偏。 第四步:记下此时电阻箱的阻值,则电流表的内阻。 本实验要求滑动变阻器的阻值远大于电流表的内阻,即,这样就可近似认为开关闭合前后干路中的总电流是不变的。但事实上,当开关闭合后,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,内阻为,电流表的满偏电流为。 闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表满偏时,根据闭合电路欧姆定律得 (1) 闭合开关,调节电阻箱的阻值,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(2) 联立(1)和(2),消除和得(3) 由(1)解得,将其代入(3)得(4) 由(3)可知,且当,即时,近似成立。 由(4)可知与的相对误差(5) 由(5)可知,电源的电动势越大,相对误差越小。 结论:用半偏法测电流表的内阻时,测量值比真实值小,为减小实验误差,应使滑动变阻器的阻值远大于电流表的内阻,即,而要做到这一点,必须使用电动势较大的 电源,且为防止电流表过载,必须用大阻值的滑动变阻器与之匹配,可见电源的电动势的大小对误差起主导作用。 二、半偏法测电压表的内阻实验系统误差分析 半偏法测电压表的内阻实验电路原理图如图 2 所示,实验操作步骤如下:

大学物理实验多种方法测量直流电阻

用多种方法测量直流电阻 一、实验目的 1、熟悉各种电学仪器及电路技巧; 2、掌握多种方法测量直流电阻 3、巩固不确定度的评定方法 二、仪器 DH6108赛电桥综合实验仪,直流稳压电源,万用电表,电阻箱,两个待测电阻,千分尺,直流电流表,直流电压表,滑线变阻器,检流计等 三、实验原理 电阻是电磁学实验工作中的常用元件,可分为高值电阻(兆欧以上)、中值电阻(10欧~兆欧)、低值电阻(10欧以下)。测量电阻的方法有许多种,常用的如伏安法、电桥法、比较测量方法(电压比等于电阻比)。 (一)伏安法测量电阻的原理(适用于测中值电阻) 1、实验线路的比较和选择 当电流表内阻为0,电压表内阻无穷大时,下述两种测试电路的测量不确定度是相同的。 图1 电流表外接测量电路 图2 电流表内接测量电路 被测电阻的阻值为: I V R = 。 但实际的电流表具有一定的内阻,记为R I ;电压表也具有一定的内阻,记为R V 。因为R I 和R V 的存在,如果简单地用I V R = 公式计算电阻器电阻值,必然带来附加测量误差。为了减少这种附加误差,测量电路可以粗略地按下述办法选择:

比较(R/R I )和(R V /R )的大小,比较时R 取粗测值或已知的约值。如果前者大则选电流表内接法,后者大则选择电流表外接法。 如果要得到测量准确值,就必须按下(1)、(2)两式,予以修正。 即电流表内接测量时,I R I V R -= (1) 电流表外接测量时, V R V I R 11-= (2) 2、测量误差与不确定度的评定 实验使用的电压表和电流表的量程和准确度等级一定时,可以估算出U V 、U I ,再用简化公式I R I V R -= 计算时的相对不确定度 (3) 式中U R 表示测量R 的不确定度,并非指R 的电压值。 可见要使测量的准确度高,应选择线路的参数使数字表的读数尽可能接近满量程,因为这时的V 、I 值大,U R /R 就会小些。 当电压表、电流表的内阻值R V 、R I 及其不确定度大小U RI 、U RV 已知时,可用公式(1)、(2)更准确地求得R 的值,相对不确定度由下式求出: 电流表内接时: (4) 电流表外接时: (5) 这就知道由公式(1)、(2)来得到电阻值R 时,线路方案和参数的选择应使U R /R 尽可能最小(选择原则3)。 (二)惠斯通电桥测量未知电阻的原理 (适用于测中值电阻) 现代计量中直流电桥正逐步被数字仪表所替代. 以往在电阻测量中电桥起了重要作用。 惠斯通电桥(Wheatstone ,s bridge )沿用了近二百年,1833年由克里斯泰(Cheistie )首先提出,后来以惠斯通名字命名. 电桥产生的背景是: 1)在数字仪表发展之前的时期,如果用伏安法测量电阻/R V I =,需要同时准确测量电压V 和电流I ,当时0.2级模拟式电表的制造成本与价格就已经显著高于准确度约0.05% 6位旋转式电阻箱. 2)伏安法测量的条件要求较高,如0.2级电表的使用与检定的条件要求较高,对电源 2 2?? ? ??+??? ??=I U V U R U I V R ?? ????-??? ?????? ??+??? ??+??? ??=I V R I V R R U I U V U R U I I I R I V R I /1/2222????? ?-???? ?????? ??+??? ??+??? ??=V V V R I V R R I V R I V R U I U V U R U V /1/222 2

4 电表的改装与电阻的测量 学生版

精品题库试题 物理 1.(吉林普通中学2013届高三期末考试,9)一块电压表是由电流表和电阻串联而成, 如右图所示,若使用过程中发现改装电压表的示数总比标准电压表准确值稍小一些,采取下列哪种措施可以改进() A. 在上串联一个比大得多的电阻 B. 在上串联一个比小得多的电阻 C. 在上并联一个比大得多的电阻 D. 在上并联一个比小得多的电阻 2.(2013安徽,19, 6分) 用图示的电路可以测量电阻的阻值。图中R x是待测电阻, R0是定值电阻, 是灵敏度很高的电流表, MN是一段均匀的电阻丝。闭合开关, 改变滑动头P 的位置, 当通过电流表的电流为零时, 测得MP=l1, PN=l2, 则R x的阻值为( ) A. R0 B. R0 C. R0 D. R0 3.(2011课标,22,中)为了测量一微安表头A的内阻,某同学设计了如图所示的电路. 图中,A0是标准电流表,R0和R N分别是滑动变阻器和电阻箱,S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关,E是电池. 完成下列实验步骤中的填空:

(1)将S拨向接点1,接通S1,调节,使待测表头指针偏转到适当位置,记下此时的读数I; (2)然后将S拨向接点2,调节,使,记下此时R N的读数; (3)多次重复上述过程,计算R N读数的,此即为待测微安表头内阻的测量值. 4.(2011天津理综,9(4)),中]某同学测量阻值约为25 kΩ的电阻R x,现备有下列器材: A. 电流表(量程100 μA,内阻约2 kΩ); B. 电流表(量程500 μA,内阻约300 Ω); C. 电压表(量程15 V,内阻约100 kΩ); D. 电压表(量程50 V,内阻约500 kΩ); E. 直流电源(20 V,允许最大电流1 A); F. 滑动变阻器(最大阻值1 kΩ,额定功率1 W); G. 电键和导线若干. 电流表应选,电压表应选. (填字母代号) 该同学正确选择仪器后连接了以下电路,为保证实验顺利进行,并使测量误差尽量减小,实验前请你检查该电路,指出电路在接线上存在的问题: ①; ②. 5. (2011江苏单科,11,难)某同学利用如图所示的实验电路来测量电阻的阻值.

测量电表内阻

电学实验5 测量电表内阻 1、为测量某一电压表的内阻,实验室准备如下器材: A.待测电压表V1,量程0~3V,内阻约为3kΩ; B.电压表V2,量程0~15V,内阻约15kΩ; C.电阻箱R1,电阻范围0~9999Ω; D.滑动变阻器R2,电阻范围0~10; E.电源电动势约为15V,内阻可不计; F.电键、导线若干. (1)请按照给定的电路图连接实验器材: (2)将电阻箱的阻值调到7375Ω; (3)闭合电键前,将滑动变阻器的滑片滑到______端(填“a”或“b”);(4)调节滑动变阻器的滑片位置时,发现两表均有读数,但读数几乎不变,经排查发现故障为导线断路引起,请指出发生断路的导线为______(填写电路图中的数字序号); (5)排除故障后,继续进行实验,调节滑动变阻器滑片到某一位置,发现V1表刚好满偏,V2表指针偏转情况如图所示,读出V2表读数为 ______V,待测电压表的内阻为______Ω; (6)改变滑动变阻器的位置,获得多组待测电压表内阻的测量值,取平均值作为待测电压表内阻的最终结果.

2、一电流表满偏电流为I g=100μA,某同学现要将它改为量 程为3V的电压表。 (1)他先用如图8所示的电路测量该电流表的内阻。进行了 如下操作步骤,请将相关内容补充完整。 ①闭合开关K1,断开开关K2,调节R1,使电流表的指针偏转到满刻度处; ②闭合K2,保持R1阻值固定不变,调节R2,使电流表半偏; ③读出电阻箱R2的阻值为500 Ω。 则电流表G的内阻的测量值为_________ Ω,考虑系统误差,该电流表的内阻与实际值相比____(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 (2)要将此电流表改装成量程为0~3V的电压表,该同学将一只电阻箱与该电流表串联,应将电阻箱阻值调为R= __________ Ω。 (3)用标准表校准改装好的电压表,发现改装表显示的电压比标准表示数稍大,则应将电阻箱阻值适当调__________(填“大”或“小”)。 (4)该同学将完成校准的改装电压表接入电路,发现电流表指针指在40. 0μA处,则改装电压表两端的电压应为____V。 3、某同学要测量一个微安表 (量程为0-500uA)的内阻。可供 选择器材有: A:电源(电动势6V,内阻较小) B:电压表(量程0-3V,内阻约 几千欧姆) C:电阻箱(0-999.9欧) D:电位器(可变阻阻,与滑动变阻器相当)(0-1.5千欧) E:电位器(0-15千欧)该同学设计了如图的电路进行实验。连接后,主要操作步骤下: ①开关K和K1处于断开状态 ; ②将电位器R和电阻箱R1调至最大值。闭合开关K,调节电位器R,让微安表达到满偏,此时电压表示数为2.00V;

电源电动势和内阻的测量方法及误差分析

{ 关于电源电动势和内阻的几种测量方法及误差分析 黎城一中物理组 一、伏安法 选用一只电压表和一只电流表和滑动变阻器,测出两组U 、I 的值,就能算出电动势和内阻。 1 电流表外接法 原理 如图1-1-1所示电路图,对电路的接法可以这样理解:因为要测电源的内阻,所以对电源来说用的是电流表外接法。处理数据可用计算法和图像法: [ (1)计算法:根据闭合电路欧姆定律Ir U E +=,有: 测测r I U E 11+= 测测r I U E 22+= 可得:122112I I U I U I E --= 测 1 22 1I I U U r --=测 (2)图像法:用描点作图法作U-I 图像,如图1-1-2所示: 图线与纵轴交点坐标为电动势E ,图线与横轴交点坐标为短路电流r E I =短,图线的斜率的大小表示电源内阻I U r ??= 。 》 系统误差分析 由于电压表的分流作用,电流表的示数I 不是流过电源的电流0I ,由电路图可知I <0I 。 【1】计算法:设电压表的内阻为V R ,用真E 表示电动势的真实值,真r 表示内阻的真实值,则方程应修正为:真真r R U I U E V ???? ? ?++=,则有: 图1-1-2 I 短 图1-1-1

r R U I U E V ???? ? ?++=11真 r R U I U E V ???? ??++=22真 解得:测真E R U U I I I U I U E V >----= 21121221 , 测真r R U U I I U U r V >-- --=2 1122 1 可见电动势和内阻的测量值都小于真实值。 【2】图像修正法:如图1-1-3所示,直线①是根据U 、I 的测量值所作出的U -I 图线,由于 I >,减小系统误差,使得测量结果更接近真实值, 综上所述,采用相对电源电流表外接法,由于电压表的分流导致了系统误差,使得真测E E <, 真测r r <。 2 电流表内接法 原理 · I I 短 ^ 图1-1-3 E 真 E 测

电表内阻测量的误差分析及改进方法

电表内阻测量的方法及误差分析 溆浦县江维中学 张良青 摘要 电表改装不管是老教材还是新教材都有相关的内容,高考也时有出现,而测电表的内阻是电表改装的前提。本文分析了“半偏法”测电表内阻的原理,分析了实验误差的产生,并提出了实验改进方。还介绍了替代法、电流表法、电压表法等其它测电表内阻的方法。 关键词 电表 电路图 电流 电阻 内阻 电阻箱 电表改装成电流表、电压表,在高考中时有出现,只有测出电表的内阻,才能顺利的进行电流表改装。只有正确地分析出在内阻测量中的误差,才能正确的分析出改装后的电表的测量值是偏大还是偏小。下面就电表内阻测量方法及误差分析谈谈我的一些看法。 电表内阻的测量通常采用“半偏法”,“半偏法”测电表内阻的原理实际上是“比较法”。 一、电流“半偏法” 1.原理 电路如图1 所示,闭合电键S 1,调整R 的阻值,使电流表指针转到满刻度I g ,再闭合电键S 2,保持R 不变, 调整电阻箱R ',使电流表指针偏转到刚好是满 刻度的一半,即 2 g I 。根据并联电路分流关系,总电流 图1 为I g ,电流表电流为2 g I ,则电阻R 1中的电流也为 2 2g I I =, 因为并联分流与电阻的关系 1 22 1R R I I =, 因为电流相等,所以 R R g '= 2.误差分析 此实验中忽略了S 2 闭合后R 1与电流表并联对电路的影响。 实际上,在S 1闭合而S 2断开时,总电流 r R R E I g g ++= ① 在S 2 闭合后,总电流 2 1g g g I I R R R R r R E I +=' +'?+ += ② 由①②式可知 2 1g g I I I + <

半偏法测量电流表或电压表的内阻

附录二:半偏法测量电流表或电压表的内阻 一、在实验室中,往往利用半偏法测量电流表或电压表的内阻. 测量电路如图9-4-16所示.E 为电源,其电动势为E ,其内阻可以忽略;R 1为总阻值较大的滑动变阻器;R 2为电阻箱.A 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K 1,断开K 2,调节R 1,使电流表读数等于其量程I0; ②保持R 1不变,闭合K 2,调节R 2,使电流表读数等于I0/2; ③读出R 2的值,则RA=R2. 图9-4-16 (1)按照电路图在所给出的实物图9-4-17中画出连接导线; 图9-4-17 (2)若电源的内阻忽略不计,试分析该实验的系统误差总是使电流表内阻的测量值比其真实值偏大还是偏小? (3)真实值与测量值之差除以真实值叫做测量结果的相对误差,即(R A -R 2)/R A .试导出它与电源电动势E 、电流表量程I0及电流表内阻Ra 的关系式. 解析: (3)相对误差与电源电动势等各量的关系,需结合闭合电路欧姆定律进行分析. 由步骤①得I0=E/(R 1+R A ),由步骤②知后来电路总电阻为A A R R R R R R ++=221总,通过电流表的电流总 R E R R R I A ?+=2202,以上三式联立得E R I R R R A A A 02=-.

答案:(1)实物连线如图9-4-18所示. 图9-4-18 (2)闭合K2后,回路的总电阻减小,总电流将增大.因此当电流表读数等于I0/2时,通过电阻箱的电流将略大于I0/2,实际上电阻箱的电阻比表头电阻小一些,也就是说测量值比真实值偏小. (3)E R I R R R A A A 02=-。 二、关于半偏法测电流表内阻 如图,课本上说要减小误差,就要使R1>>R2.。这是为了减小K2闭合前后干路电流变化,但有一点我不明白:这个R1指的是滑线变阻器总电阻还是使电流表满偏时的电阻。 我们老师说选滑线变阻器总电阻越大的越好,但我不明白选大了有什么用,在电动势一定的情况下,要电流表满偏R1必须是个定值,应该说选大选小不影响才对啊(个人理解) 望高手解答 问题补充: 我想问的是那个R1>>R2中R1指的是滑线变阻器最大电阻还是当电流表满偏时的滑线变阻器电阻 电流表有内阻,相当于两个电阻并联,为避免分流,减小误差,应使滑动变阻器电阻越大越好。

电流表内阻测量的几种方法

电流表内阻测量的几种方法 灵敏电流表是用来测定电路中电流强度且灵敏度很高的仪表。它有三个参数:满偏电流、满偏时电流表两端的电压和内阻。一般灵敏电流表的为几十微安到几毫安,为几十到几百欧姆,也很小。将电流表改装为其他电表时要测定它的内阻,根据提供的器材不同,可以设计出不同的测量方案。练习用多种方法测定电流表的内阻,可以培养学生思维的发散性、创造性、实验设计能力和综合实验技能。本文拟谈几种测定电流表内阻的方法。 一. 半偏法 这种方法教材中已做介绍。中学物理实验中常 测定J0415型电流表的内阻。此型号电流表的量程 为0-200,内阻约为,实验电路如图1 所示。 操作要点:按图1连好电路,S2断开,S1闭 合,调节变阻器R,使待测电流表G的指针满偏。再将S2也闭合,保持变阻器R 接在电路中的电阻不变,调节电阻箱R’使电流表G的指针半偏。读出电阻箱的示值R’,则可认为。 实验原理与误差分析:认为S2闭合后电路中的总电流近似不变,则通过电阻箱的电流近似为。所以电流表内阻与电阻箱的示值近似相等。实际上S2闭合 后电路中的总电流要变大,所以通过电阻箱的电流要大于,电阻箱的示值要小于电流表的内阻值。为了减小这种系统误差,要保证变阻器接在电路中的阻值,从而使S 2闭合前后电路中的总电流基本不变。R越大,系统误差越小,但所要求的电源电动势越大。实验中所用电源电 动势为8-12V,变阻器的最大阻值为左右。

二. 电流监控法实验中若不具备上述条件,可在电路中加装一监控电流表G’,可用与被测电流表相同型号的电流表。电源可用1.5V干电池,R用阻值为的滑动变阻器,如图2所示。 实验中,先将S2断开,S1接通,调节变阻器R的值,使被测电流表G指针满 偏,记下监控表G’的示值。再接通S2,反复调节变阻器R和电阻箱R’,使G 的指针恰好半偏,而G’的示值不变。这时电阻箱R’的示值即可认为等于G的内阻 。这样即可避免前法造成的系统误差。 用图2所示电路测量电流表G的内阻,也可不用半偏法。将开关S1、S2均接通,读出被测电流表G的示值、监控表G’的示值、电阻箱的示值R’,则可 根据计算出电流表G的内阻。 三. 代替法 按图3所示连接电路,G为待测电流表,G’为监 测表,S1为单刀单掷开关,S2为单刀双掷开关。 先将S2拨至与触点1接通,闭合S1,调节变阻器 R,使监测表G’指针指某一电流值(指针偏转角度大 些为好),记下这一示值。再将单刀双掷开关S2拨 至与触点2接通,保持变阻器R的滑片位置不变,调 节电阻箱R’,使监测表G’ 恢复原来的示值,则可认为被测电流表G的内阻等于电阻箱的示值。 用这种方法,要求监测表的示值要适当大一些,这样灵敏度较高,测量误差较小。 四. 电压表法

高考母题解读(八)恒定电流母题8电表内阻测量与改装实验.docx

高中物理学习材料 唐玲收集整理 高考题千变万化,但万变不离其宗。千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。研究高考母题,掌握母题解法规律,使学生触类旁通,举一反三,可使学生从题海中跳出来,轻松备考,事半功倍。 母题8、电表内阻测量与改装实验 【解法归纳】 在半偏法测电流表内阻实验中,串联在电路中的可变电阻R 应选择最大阻值远大于电流表内阻的滑动变阻器,在能够满足电流表满偏的条件下,电源电动势尽可能选择大的测量误差小。选择电源电动势的方法是:滑动变阻器的最大阻值与电流表满偏电流的乘积等于或稍大于电源电动势。半偏法测电流表内阻实验中,当闭合与电流表并联支路中的电键时,电路中总电阻减小,电流增大,调节电阻箱的电阻值使电流表半偏,与电流表并联的电阻箱R 1中电流将大于电流表中的半偏电流,R 1小于电流表内阻r g ,所以测量值R 1与r g 的真实值相比偏小。电表的校对电路由于需要从零刻度开始校对,所以采用分压电路。 典例:(2011上海物理第29题)实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联。测量实际电流表G 1内阻r 1的电路如图所示。供选择的仪器如下: ①待测电流表G 1 (0~5mA ,内阻约300Ω),②电流表G 2 (0~10mA ,内阻约100Ω),③定值电阻R 1 (300Ω),④定值电阻R 2 (10Ω),⑤滑动变阻器R 3 (0~1000Ω),⑥滑动变阻器R 4(0~20Ω),⑦干电池(1.5V),⑧电键S 及导线若干。 (1)定值电阻应选 ,滑动变阻器应选 。(在空格内填写序号)

【针对训练题精选解析】 1.(2011海南物理卷13题)图1是改装并校准电流表的电路图,已知表头μA 的量程为I =600μA内阻为R g。mA是标准电流表,要求改装后的电流表量程为 g I=60mA。完成下列填空。 (1)图1中分流电阻R P的阻值应为___。 (2)在电表表改装后的某次校准测量中,mA表的示数如图2所示,由此读出流过 的电流为_______mA(保留电流表μA的电流为_______mA。此时流过分流电阻R P 一位小数)

半偏法测电流表和电压表的内阻

2016高考实验专题三:半偏法测电流表和电压表的内阻 一、半偏法测电流的内阻 1、实验电路图:如图1所示是用半偏法测电流表内阻的电路. 2、实验步骤: ①先断开开关S2,闭合开关S1,调节R1使电流表指针满偏. ②保持R1不变,闭合开关S2,调节R2,使电流表的指针处于半偏状态,则电流表的内阻R g=R2.Array 3、实验条件:①滑动变阻器R1的阻值远大于电流表 的内阻,②选用电动势较大的电源 4、实验误差:R测

假定电源的电动势为,内阻为,电压表的满偏电压为。当,开关闭合,调节滑动变阻器的滑片,使电压表满偏时,根据闭合电路欧姆定律 得,其中(1) 调节电阻箱的阻值,使电压表半偏时,根据闭合电路欧姆定律及串联分压公式得 (2)方法一: 联立(1)和(2),消除和得 (3) 显然,且与的相对误差

电表内阻的几种测量方法

R 图 2 k E G mv r 图1 G mv k E R 0 电表内阻的几种测量方法 内阻的测量是近年来高考的热点和亮点,在测量电表内阻的实验中,要灵活运用所学过 的实验方法,依据实验原理和实验仪器,按照题设要求和条件进行合理的测量。练习用多种方法测定电表的内阻,可以培养学生思维的发散性、创造性、实验设计能力和综合实验技能。 一、电流表内阻测量的方法 灵敏电流表是用来测定电路中电流强度且灵敏度很高的仪表。它有三个参数:满偏电流Ig 、满偏时电流表两端的电压Ug 和内阻r g 。一般灵敏电流表的Ig 为几十微安到几毫安,r g 为几十到几百欧姆,Ug=Igr g 也很小。将电流表改装为其他电表时要测定它的内阻,根据提供的器材不同,可以设计出不同的测量方案。练习用多种方法测定电流表的内阻,可以培养学生思维的发散性、创造性、实验设计能力和综合实验技能。本节课拟谈几种测定电流表内阻的方法。 1.直接伏安法 电流表满偏电压U g 按如图1所示电路进行测量,待测电流表G 和毫伏表mv 并联,r 为保护电阻,R 0为滑动变阻器。测量时,r 先 置最大值,闭合开关K 后,调节R 0和r ,使电流表G 的指针达满偏。此时毫伏表上的读数就是电流表的满偏电压U g ,则电流表的内电阻 R g 为: R g = g g I U 其中I g 就是电流表的满偏刻度值。 该实验电路图采用分压式电路,如果保护电阻r 的阻值足够大, 也可简化为如图2所示电路测量。其中R 可用电位器(阻值约为10K Ω)。测量方法同上。 2、以安代伏法 这一方法是运用一个已知内阻的电流表测电压(或算电压),此方法适用于电压表不能用或没有电压表等情形。设计电路时除考虑电流表的量程外,还要考虑滑动变阻器分压与限流的连接方式。 实验电路如图所示,其表达式 12 21I r I r = ,式中1I 、2I 、1r 、2r 分 别表示通过电流表1A 、2A 的电流和它们的内阻。 3、串R 伏安法 “加R ”法又叫“加保护电阻”法。在运用伏安法测电阻时,由于电压表或电流表的量程太小或太大,为了满足安全、精确的原则,加保护电阻的方法就应运而生,设计电路时不仅要考虑电压表和电流表的量程,还要考虑滑动变阻器分压与限流的连接方式。 电路图如图所示;电流表1A 内阻的表达式为: 2R I U R A -= 。

高考物理实验专题 电表的改装及内阻的测定

高考实验专题电表的改装及内阻的测定(含答案) 1.某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表。该同学测得微安表内阻 为1 200 Ω,经计算后将一阻值为R的电阻与微安表连接,进行改装。然后利用一标准毫安表,根据图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。 (1)根据图(a)和题给条件,将(b)中的实物连接。 (2)当标准毫安表的示数为16.0 mA时,微安表的指针位置如图(c)所示,由此可以推测出改装的电表量程不是预期值,而是。(填正确答案标号) A.18 mA A.21 mA C.25mA D.28 mA (3)产生上述问题的原因可能是。(填正确答案标号) A.微安表内阻测量错误,实际内阻大于1 200 Ω B.微安表内阻测量错误,实际内阻小于1 200 Ω C.R值计算错误,接入的电阻偏小 D.R值计算错误,接入的电阻偏大 (4)要达到预期目的,无论测得的内阻值是都正确,都不必重新测量,只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可,其中k= 。

【答案】 (1). (2). C (3). AC (4). 9979 2. 某同学组装一个多用电表。可选用的器材有:微安表头(量程100μA ,内阻900Ω);电阻 箱1R (阻值范围09999Ω~.);电阻箱2R (阻值范围0999999Ω~.);导线若干。 要求利用所给器材先组装一个量程为1mA 的直流电流表,在此基础上再将它改装成量程为3V 的直流电压表。组装好的多用电表有电流1mA 和电压3V 两挡。 回答下列问题: (1)在虚线框内画出电路图并标出1R 和2R ,其中 * 为公共接线柱,a 和b 分别是电流挡和电压挡的接线柱。 (2)电阻箱的阻值应取R 1= Ω,R 2= Ω。(保留到个位) 答案:(1)如图所示 (2)100 2910 解析:(1)R 1的电阻比较小,所以R 1与表头并联构成大量程的的 电流表,R 2的阻值比较大,与改装后的电流表串联可充当大量程的电压表,设计电路图如图所示: (2)改装电流表时需要并联一个电阻,要改装成1mA 的电流表需要并联的电阻R 1。 Ω=-?= -= 1001 ..01900 1.01g g g I I R I R ,所以电阻箱的阻值R 1应取100Ω; R 1与表头并联电阻为Ω=?= +?= '901000 900 10011g g R R R R R 要改装成3V 的电压表需要串联一个电阻R 2,Ω=?-=-= -291010 109 .033 2I U U R A 。 3. 图1是改装并校准电流表的电路图,已知表头的量程为I g =600μA ,内阻为R g ,是标准 电流表,要求改装后的电流表量程为I =60mA 。完成下列填空。 (1)图1中分流电阻R p 的阻值应为 (用I g 、R g 和I 表示)。 μA mA * a b μA R 2 * b μA R 1

高考物理电表内阻的几种测量方法

电表内阻的几种测量方法 一、电流表内阻测量的方法 灵敏电流表是用来测定电路中电流强度且灵敏度很高的仪表。它有三个参数:满偏电流g I 、满偏时电流表两端的电压g U 和内阻g r 。一般灵敏电流表的g I 为几十微安到几毫安,g r 为几十到几百欧姆,g g g r I U =也很小。将电流表改装为其他电表时要测定它的内阻,根据提供的器材不同,可以设计出不同的测量方案。练习用多种方法测定电流表的内阻,可以培养学生思维的发散性、创造性、实验设计能力和综合实验技能。本节课拟谈几种测定电流表内阻的方法。 1、利用两个电流表法测电流表的内阻 两个电流表法是利用两块电流表测电阻的一种方法,这一方法的创新思维是运用电流表测电压(或算电压),此方法适用于电压表不能用或没有电压表等情形。设计电路时除考虑电流表的量程外,还要考虑滑动变阻器分压与限流的连接方式。 【例1】从下列器材中选出适当的实验器材,设计一个电路来测量电流表1A 的内阻1r ,要求方法简捷,有尽可能高的精确度,并测量多组数据。 (1)画出实验电路图:标明所用器材的代号。 (2)若选取测量中的一组数据来计算1r ,则所用的表达式=1r ,式中各符号的意义是: 。器材(代号)与规格如下: 电流表1A ,量程mA 10,内阻待测(约Ω40); 电流表2A ,量程A μ500,内阻Ω=7502r ; 电压表V ,量程10V ,内阻Ω=k r 102 电阻1R ,阻值约为Ω100; 滑动变阻器2R ,总阻值约Ω50; 电池E ,电动势V 5.1,内阻很小; 电键K ,导线若干。 分析与解:大多数考生看到此题,第一感觉考虑的就是伏安法,由于没有考虑电表的量程,当然做不正确。少数考生想到要满足“有尽可能高的精确度”的条件,认为电压U 的测定,不能选量程是10V 的电压表。因为电流表两端允许施加的最大电压约为V 4.0,因而电压表不能准确测出电流表的两端的电压,但由于缺乏创新精神,想不出其他方法,也做

半偏法测电阻完整版本

半偏法测电阻练习题 1、把电流表改装成电压表的实验中,所用电流表G的满偏电流I g为200μA,内阻估计在400~600Ω之间. ①按图(a)测定电流表G的内阻R g,需要选用合适的器材,现有供选用的器材如下: (A)滑动变阻器(阻值范围0—200Ω) (B)滑动变阻器(阻值范围0~175Ω) (C)电阻箱(阻值范围0—999Ω) (D)电阻箱(阻值范围0~99999Ω) (E)电源(电动势6V,内阻0.3Ω) (F)电源(电动势12V,内阻0.6Ω) 按实验要求,R最好选用______,R′最好选用_______,E最好选用_______.(填入选用器材的字母代号) ②假定由上述步骤已测出电流表内阻R g==500Ω,现在通 过串联一个24.5kΩ的电阻把它改装成为一个电压表,此电压 表的量程为 ③图(b)是测定未知电阻R x的电路图,图(c)是电路中所需要 的器材(虚线框内为上述已改装好的电压表),请按电路图画出连 线,将所示器材接成实验电路. ④测量时,电流表的读数为0.20A,而改装后的电压表的 表头读数如图(d)所示,那么R x的阻值等于__________。 2、测定电流表内电阻的实验中备有下列器材: 待测电流表G(量程0~10mA )标准电压表V(量程0~5V) 电阻箱R′(0-999Ω) 滑动变阻器R1(总电阻约50Ω,额定电流1.5A) 滑动变阻器R2(总电阻约l0kΩ,额定电流1.5A) 电源E(电动势约为6V,内阻较小)电键及导线若干 (1)若采用如图所示的电路测定电流表的内电阻,并且要想 得到较高的精确度,那么以上备用的器材中,滑动变阻 器R应选用___________________。 (2)若实验中测得待测电流表的内阻值为6Ω,现要想将此 电流表改装成量程为0~5V的电压表,则改装的方法是 将电流表与电阻箱R'__________联,并将电阻箱的阻值 调为___________Ω. (3)在右面方框中,画出一个用标准电压表校准改装电压表的实验电路图,要求在电路图中标出所选用器材的符号.

测电流表内阻的几种方法

测电流表内阻的几种方法 内蒙古乌兰浩特一中 郭朝辉 《把电流表改装为电压表》是高中物理电学实验中较难的一个学生实验。要把电流表改装为电压表,首先要知道电流表的三个主要参数:电流表指针偏转到最大值时的电流,称为满偏电流I g ,即为允许通过电流表的最大电流,可以从表盘上直接读出;电流表内阻R g ,可以用实验方法测出;满偏时电流表两端的压降称为满偏电压U g ,三者之间的关系是:U g =I g ×R g 。该实验首先需要测出R g ,方能进行电表的改装。现就测R g 测量方法给出几种设计方案,以提高学生对电学实验的设计能力。 一、利用伏安法,测量电流表的满偏电压U g ,算出内电阻R g 电流表满偏电压U g 按如图1所示电路进行测量,待测电流表G 和毫伏表mv 并联,R 为保护电阻,R 0为滑动变阻器。测量时,r 先置最大值,闭合开关K 后,调节R 0和r ,使电流表G 的指针达满偏。此时毫伏表上的读数就是电流表的满偏电压U g ,则电流表的内电阻R g 为: R g = g g I U 其中I g 就是电流表的满偏刻度值。 该实验电路图采用分压式电路,如果保护电阻r 的阻值足够大,也可简化为如图210K Ω)。测量方法同上。 1、电流等效替代法 如图3所示电路,G 为待测电流表,G 0为辅助电流表,量程与G 相同或稍大一些,r 为保护电阻,R 0为滑动变阻器,K 1为单刀开关,K 2为单刀双掷开关。测量时,r 先置最大,闭合开关K 1,K 2扳至1端接通电流表G ,调节R 0与r ,使辅助电流表G 0的指针达到接近满偏量程的某一刻度值(注意I 不能大于电流表G 的量程)。然后把电阻箱R 的阻值置于最大值,K 2扳至2端接通电阻箱R ,逐渐减小电阻箱的阻值,当调节到辅助电流表G 0的指针仍指到原来的刻度值I 时,电阻箱指示的阻值R 就等于电流表G 的内阻R g ,即 R g =R

两种半偏法测电阻

创作编号:BG7531400019813488897SX 创作者:别如克* 两种半偏法测电阻 1 电流半偏法 (1)实验原理如图1所示,其中R为电位器(或滑动变阻器),R′为电阻箱,G为待测电表。 (2)实验操作顺序 ①按原理图连结好电路,断开S1、S1,将R阻值调到最大; ②合上S1,调节R,使电表G达到满偏; ③保持R阻值不变,再合上S2,调节R′,使G达到半偏; ④断开S 1,记下R′的阻值; ⑤在R>>R′时,R g=R′。 (3)误差分析 本实验是在R>>R′的情况下, 并入R′后,对总电阻影响很小,即 认为干路电流仍等于I g时,近似认 为R g=R′。但实际上并入R′后,总 电阻减小,干路电流I>I g,通过R′ 的电流I R'>I g/2,因此,R g>R′。所 以测量值比真实值偏小,而且R g越 小,测量误差越小。 2 电压半偏法 (1)实验原理如图2所示,其 中R为滑动变阻器,R′为电阻箱,V为待测电表。 (2)实验操作顺序 ①连结电路,断开S,并将滑片置于最右端,调节R′=0; ②合上S,调节滑动变阻器R,使电表达到满偏; ③保持滑片位置不动,调节电阻箱R′的阻值,使电表半偏; ④断开S,记下R′的读数;

⑤在R R′时,R v=R′。 (3)误差分析 本实验是在R<U g/2,因此,R′>R v。所以测量值大于真实值,而且R v越大,测量误差越小。 综上所述,用半偏法测电表内阻时,一般需要一个滑动变阻器和电阻箱,而且滑动变阻器的电阻与待测电阻悬殊较大。当待测电阻阻值远大于滑动变阻器的总电阻时,用电压半偏法,测量值偏大;当待测电阻远小于滑动变阻器的总电阻时,用电流半偏法,测量值偏小。简记为“大大小小”(即测大电阻,用分压半偏,测量值偏大;测小电阻,用限流半偏,测量值偏小)。 练习题 1. 现要测定一只量程为1V,内阻R v约900ΩΩ的电压表内阻,可供选择的器材有: A、待测电压表; B、滑动变阻器(最大阻值1000Ω,额定电流1A); C、滑动变阻器(最大阻值10Ω,额定电流1A); D、电阻箱(最大阻值999.9Ω); E、电阻箱(最大阻值99.9Ω); F、电池组(电动势为3V,内阻约1Ω);另外还有导线和开关若干。 (1)为了用半偏法较准确测量该电压表的内阻,应选图3(图在上页)甲、乙两种电路中的____电路。 (2)除了电池组、导线、开关和待测电压表外,还需要从提供的器材中选用。(3)用上述方法测出的电压表内阻的测量值R v____(填“大于”、“等于”或“小于”)电压表内阻的真实值。 2、测定电流表内电阻的实验中备有下列器材: 待测电流表G(量程0~10mA ) 标准电压表V(量程0~5V) 电阻箱R′(0-999Ω) 滑动变阻器R1(总电阻约50Ω,额定电流1.5A) 滑动变阻器R2(总电阻约l0kΩ,额定电流1.5A) 电源E(电动势约为6V,内阻较小) 电键及导线若干 (1)若采用如图所示的电路测定电流表的内电阻,并且要想得 到较高的精确度,那么以上备用的器材中,滑动变阻器R 应选用___________________。 (2)若实验中测得待测电流表的内阻值为6Ω,现要想将此电 流表改装成量程为0~5V的电压表,则改装的方法是将电流

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