半偏法测电阻--修改后
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一、“半偏法”原理如图(1),首先接通开关S 1调节R 1,使表头指针满偏;然后接通开关S 2并调节R 2,使表头半偏。
当R 1>>R 2时,表头内阻R g ≈ R 2。
二、“半偏法”测电压表内阻1、 实验电路,如图(2)。
2、 实验步骤:(1)按照电路图正确地连接好测量电路,把滑动变阻器R 1的滑片调到最右端,电阻箱R 的阻值调到最大。
(2)合上开关S 1和S 2,调节R 1,使电压表指针满偏。
(3)断开S 2,调节R 使电压表指针半偏。
(4)读出电阻箱接入电路中的电阻R ,则电压表内阻R v ≈ R 。
(5)撤除电路,整理器材。
三、电路思考思考一:R v ≈ R 的条件是什么?闭合S 1和S 2时:右右并11R R R R R V V +=(R 1右即滑动片右边R 1的阻值)闭合S 1,断开S 2时:()()右右并11'R R R R R R R V V+++=当取R V >>R 1时,即同时满足R V >>R 1右和(R V +R )>>R 1右,图(1)S 2图(2)则有:R并≈R1右R′并≈R1右可见,R1左和R1右分压比例恒定,即U R V + U R = 恒量所以,当电压表指针半偏时,有U R V =U R,即R v≈ R。
故,即R v≈ R的条件是:R V>>R1思考二:为什么选择分压式电路?由于实验室的滑动变阻器的最大阻值不大和电压表量程偏小等原因,使限流式电路中电压表的分压极易越过其量程,故该电路采用分压式。
当R V>>R1时,可视为分压器输出电压恒定,故当电压指针半偏时有:U R V =U R思考三:实验中特别要注意的是什么?当闭合S1、S2,调节R1使电压表满偏后,不能再调节R1的滑片位置,因为满足R V>>R1后,R1的输出电压是由R1右的大小决定的,要稳压输出,故R1的滑片不能再调动。
思考四:如何减小实验的误差?因为断开S2,使电压表串联R后,R总增加,I总减小,R1左的分压减小,使R1右的分压增大,当电压表半偏时,U R V稍小于U R,故应为R真<R。
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r g,其中电阻R0约为1kΩ。
为使r g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S1B.闭合S2C.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r g的测量值为Ω,该测量值实际值(选填“略大于”、“略小于”或“等于”)。
浅谈半偏法测电阻半偏法是一种用于测量电表内阻的方法,常见的有“电流半偏法”和“电压半偏法”,下面对这两种方法分别进行研究。
1.电流半偏法及其误差分析1.1实验目的;电流半偏法用于测量电阻较小的电表的内阻。
1.1测量方法;如图所示,电流计G其内阻Rg待测,所用仪器有电源E。
滑动变阻器R(采用限流式)。
电阻箱R`(与电流计并联)。
两个开关(S1串联在干路。
S2与电阻箱串联)。
具体的实验过程;首先断开开关S1和S2,把滑动变阻器的滑片滑到R得最左端,然后闭合开关S1,向右移动滑片,使电流计G的指针刚好达到满偏,再闭合开关S2,接着缓慢调节电阻箱的阻值,使电流计的指针恰好指到一半刻度处,即半偏位置,这时“读出”电阻箱的阻值就是待测电流计内阻的测量值。
1.3器材选取;①R`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;②R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的实际阻值应远大于电流表的内阻(R>100Rg),才能做到总电流几乎不变。
即R>>Rg③因:,在实验中,Ig、Rg都是一定的,为保证R>100 Rg,因此电源电动势应越大越好。
1.4误差分析;要求电阻箱的并入,使干路电流变化不大,这种电路只适合于测量小内阻的电流表,同时电阻箱的电阻也较小。
事实上,无论怎样,电阻箱的并入,使得干路电路略微变大,不再是原来的干路电流,而电流表半偏的时候流过的电流是原来干路电流的一半,这样流过电阻箱的电流就要比半偏值稍大一点,根据并联分流原理,电阻箱的阻值要比电流表的内阻稍小一点,因此测量值小于真实值。
例题2007年全国卷Ⅱ22。
(2)有一电流表A,量程为1mA,内阻rg约为100Ω。
要求测量其内阻。
可选用的器材有:电阻箱R0,最大阻值为99999。
9Ω;滑动变阻器甲,最大阻值为10kΩ;滑动变阻器乙,最大阻值为2kΩ;电源E1,电动势约为2V,内阻不计;电源E2,电动势约为6V,内阻不计;开关2个,导线若干。