高考物理復(fù)習(xí)：電流表內(nèi)阻測量的幾種方法

1、電流表內(nèi)阻測量的幾種方法靈敏電流表是用來測定電路中電流強(qiáng)度且靈敏度很高的儀表。它有三個(gè)參數(shù)：滿偏電流Ig、滿偏時(shí)電流表兩端的電壓Ug和內(nèi)阻rg。一般靈敏電流表的Ig為幾十微安到幾毫安，rg為幾十到幾百歐姆，Ug=Igrg也很小。將電流表改裝為其他電表時(shí)要測定它的內(nèi)阻，根據(jù)提供的器材不同，可以設(shè)計(jì)出不同的測量方案。練習(xí)用多種方法測定電流表的內(nèi)阻，可以培養(yǎng)學(xué)生思維的發(fā)散性、創(chuàng)造性、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和綜合實(shí)驗(yàn)技能。一. 半偏法這種方法教材中已做介紹。中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中常測定J0415型電流表的內(nèi)阻。此型號(hào)電流表的量程為0200A，內(nèi)阻約為500，實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示。操作要點(diǎn)：按圖1連好電路，S2斷開，S1閉

2、合，調(diào)節(jié)變阻器R，使待測電流表G的指針滿偏。再將S2也閉合，保持變阻器R接在電路中的電阻不變，調(diào)節(jié)電阻箱R使電流表G的指針半偏。讀出電阻箱的示值R，則可認(rèn)為rgR'。實(shí)驗(yàn)原理與誤差分析：認(rèn)為S2閉合后電路中的總電流近似不變，則通過電阻箱的電流近似為IG2。所以電流表內(nèi)阻與電阻箱的示值近似相等。實(shí)際上S2閉合后電路中的總電流要變大，所以IG2通過電阻箱的電流要大于，電阻箱的示值要小于電流表的內(nèi)阻值。為了減小這種系統(tǒng)誤差，要保證變阻器接在電路中的阻值R100R'，從而使S2閉合前后電路中的總電流基本不變。R越大，系統(tǒng)誤差越小，但所要求的電源電動(dòng)勢越大。實(shí)驗(yàn)中所用電源電動(dòng)勢為812V

3、，變阻器的最大阻值為60k左右。二. 電流監(jiān)控法實(shí)驗(yàn)中若不具備上述條件，可在電路中加裝一監(jiān)控電流表G，可用與被測電流表相同型號(hào)的電流表。電源可用1.5V干電池，R用阻值為10k的滑動(dòng)變阻器，如圖2所示。實(shí)驗(yàn)中，先將S2斷開，S1接通，調(diào)節(jié)變阻器R的值，使被測電流表G指針滿偏，記下監(jiān)控表G的示值IG'。再接通S2，反復(fù)調(diào)節(jié)變阻器R和電阻箱R，使G的指針恰好半偏，而G的示值不變。這時(shí)電阻箱R的示值即可認(rèn)為等于G的內(nèi)阻rg。這樣即可避免前法造成的系統(tǒng)誤差。用圖2所示電路測量電流表G的內(nèi)阻，也可不用半偏法。將開關(guān)S1、S2均接通，讀出被測電流表G的示值IG、監(jiān)控表G的示值IG'、電阻箱

4、的示值R，則可根據(jù)rg=(IG'-IG)R'IG計(jì)算出電流表G的內(nèi)阻。三. 代替法按圖3所示連接電路，G為待測電流表，G為監(jiān)測表，S1為單刀單擲開關(guān)，S2為單刀雙擲開關(guān)。先將S2撥至與觸點(diǎn)1接通，閉合S1，調(diào)節(jié)變阻器R，使監(jiān)測表G指針指某一電流值（指針偏轉(zhuǎn)角度大些為好），記下這一示值。再將單刀雙擲開關(guān)S2撥至與觸點(diǎn)2接通，保持變阻器R的滑片位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱R，使監(jiān)測表G恢復(fù)原來的示值，則可認(rèn)為被測電流表G的內(nèi)阻等于電阻箱的示值。用這種方法，要求監(jiān)測表的示值要適當(dāng)大一些，這樣靈敏度較高，測量誤差較小。四. 電壓表法原則上得知電流表兩端的電壓U和通過它的電流I，就可以利用rg=

5、UI計(jì)算出它的內(nèi)阻。但若測量J0415型電流表的內(nèi)阻，滿偏時(shí)它的電壓才是0.1V，用J0408型電壓表的3V量程測量，指針才偏轉(zhuǎn)一個(gè)分度。這樣因讀數(shù)會(huì)引起很大的偶然誤差。所以不宜用一般電壓表直接測量電流表兩端的電壓?？捎萌鐖D4所示電路，將待測電流表G與電阻箱串聯(lián)后再與電壓表并聯(lián)。閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)變阻器與電阻箱，使電流表和電壓表的指針均有較大的偏轉(zhuǎn)，讀出電壓表的示數(shù)U、電流表的示值I和電阻箱的示值R，則據(jù)rg=U-IR'I得出電流表的內(nèi)阻。圖4電源要用2節(jié)干電池，電壓表用3V量程，用最大阻值為1k左右的變阻器。五. 用內(nèi)阻、量程已知的電流表代替電壓表圖5按圖5連接電路，G為待測內(nèi)阻的電流表，G為內(nèi)阻、量程已知的標(biāo)準(zhǔn)電流表，E為1.5V的干電池一節(jié)，R為阻值為幾十歐姆的滑動(dòng)變阻器。調(diào)節(jié)變阻器R，使兩電流表的指針均有