用半偏法測電阻及誤差分析報告

1、江蘇省姜堰中學(xué)二輪復(fù)習(xí)教學(xué)案用半偏法測電阻及誤差分析用半偏法可以測量電流表的電阻(含靈敏電流計)、伏特表的電阻和未知電阻的阻值如何設(shè)計實驗電路，如何測量，怎樣減少實驗誤差，下面分類解析.1、用半偏法測電流表的內(nèi)阻 Rg電流表的內(nèi)阻Rg的測量電路有圖1和圖2兩種電路. 應(yīng)用圖1電路測量電流表的內(nèi)阻：步驟：(1) 先閉會開關(guān)Si和S2,調(diào)節(jié)變阻器R,使電流表指針指 向滿偏；(2) 再斷開開關(guān)S2,僅調(diào)節(jié)電阻箱R/,使電流表指針指向 半偏；(3) 電流表的內(nèi)阻等于電阻箱的阻值R/.實驗儀器的基本要求：R << 口.表流表內(nèi)阻誤差分析：圖1是串聯(lián)半偏，因為流過 Rg和R/的電流相等，應(yīng)比較

2、它們的電壓Ug和U2的大小，S2閉合時，兩者電壓之和和 U =Ug+U2 = Ug+0= Ug , S2斷開時，電路的總電阻增大，由閉合電 路的歐姆定律得：總電流減少，R的右端電阻、Ro和電源內(nèi)阻三者電壓之和減少，并聯(lián)部分的電壓U并增大，即U并=Ug/2 +U2/ > Ug所以U2/ > Ug/2 , R / > Rg .故測量值偏大.注：在圖1電路中，口只能用電阻箱，而不能用滑動變阻器，其阻值只需比靈敏電流計 的電阻大一點(diǎn)就可以了.R 一般使用滑動變阻器，其阻值要求較小，要求R << R/，以減小因閉合S2而引起總電壓的變化，從而減小誤差.應(yīng)用圖2電路測量電流表

3、的內(nèi)阻：圖2步驟：(1) 先將R調(diào)到最左端，閉合S1,斷開S2,調(diào)節(jié)R使電 流表滿偏；(2) 使R不變，閉合S2調(diào)節(jié)電阻箱R'使電流表指到滿 刻度的一半；(3) 此時電阻箱 R'的讀數(shù)即為電流表的內(nèi)阻 Rg.實驗的基本要求：R >> R/.表流表內(nèi)阻誤差分析圖2是并聯(lián)半偏，在半偏法測內(nèi)阻電路中， 當(dāng)閉合S2時，引起總電阻減小，總電流增大， 大于原電流表的滿偏電流，而此時電流表半偏，所以流經(jīng)R'的電流比電流表電流多，R'的電阻比電流表的電阻小，但我們就把R /的讀數(shù)當(dāng)成電流表的內(nèi)阻，故測得的電流表的內(nèi)阻偏小.注：圖2電路中，R'只能用電阻箱，而

4、不能用滑動變阻器，其阻值只需比靈敏電流表的 電阻大一點(diǎn)就可以了， R 一般使用滑動變阻器， 也可用電阻箱或電位器， 但其阻值要求較大, 要求R >> R/，以減小因閉合 住而引起總電流的變化，從而減小誤差.2、用半偏法測電壓表的內(nèi)阻 應(yīng)用圖3電路測量電壓表的內(nèi)阻 步驟：(1) 先將R調(diào)到最左端，閉合 Si和S2,調(diào)節(jié)R使電壓 表滿偏；(2) 使R不變，斷開S2調(diào)節(jié)R/使電壓表指到滿刻度的一 半；(3) 此時電阻箱 口的讀數(shù)即為電壓表的內(nèi)阻 Rv .電壓表內(nèi)阻誤差分析：在半偏法測電壓表內(nèi)阻電路中，在斷開S2時，引起總電阻增大，滑動變阻器兩端分得電壓將超過原電壓表的滿偏電壓，調(diào)節(jié)R&#

5、39;使電壓表半偏時，氏上的電壓將比電壓表半偏電壓大，故口的電阻比電壓表的內(nèi)阻大，所以測得電壓表內(nèi)阻偏大.注：在圖3電路中，口只能用電阻箱，而不能用滑動變阻器，其阻值只需比電壓表的電阻大一點(diǎn)就可以了， R 一般使用滑動變阻器，其阻值要求較小，以減小因閉合S2而引起總電壓的變化，從而減小誤差.3、用半偏法測未知電阻 Rx的阻值拓展1:如果已知電流表的內(nèi)阻為 Rg，將一個未知 的電阻Rx按圖4連接，可以測出未知的電阻 Rx的阻值.步驟同圖1;測量結(jié)果為：Rx=R/ - Rg誤差分析如圖3;拓展2:如果已知電流表的內(nèi)阻為 Rg，將一個未知 的電阻Rx按圖5連接，可以測出未知的電阻 Rx的阻值.步驟同

6、圖2;測量結(jié)果為：Rx =R/ - Rg誤差分析如圖2廠題例分析：例1 ( 04天津理綜)現(xiàn)有一塊 59C2型的小量E程電流表G (表頭)，滿偏電流為50»A，內(nèi)阻約 為800851，把它改裝成1mA、10mA的兩量 程電流表.滑動變阻器R1，最大阻值2 1 ;電阻箱R，最大阻值9999'.1滑動變阻器R2，最大阻值100k' 1定值電阻R0，阻值1k1 ；可供選擇的器材有:電池Ei，電動勢1.5V;電池E2，電動勢3.0V ；電池E3，電動勢4.5V ；（所有電池內(nèi) 阻均不計）標(biāo)準(zhǔn)電流表A，滿偏電流1.5mA ；單刀單擲開關(guān)S和S2，單刀雙擲開關(guān) S3，電阻絲及導(dǎo)線

7、若干.采用如圖6所示電路測量表頭的內(nèi)阻，為提高測量精確度，選用的滑動變阻器 為;選用的電池為S2ERT SiES1圖6解析：根據(jù)半偏法的實驗原理，提高測量精確度，按圖6電路，就要求 R >> R/，以減小因閉合S2而引起總電流的變化， 從而減小誤差.因此題中已知的器材滑動變阻器選R2 （或 最大阻值100kC）.電流表的滿偏電流為 50PA，滑動變阻器的最大阻值100kC，可知其需要的電壓為50 3X100k.】=5V，故選電動勢 4.5V的E3 .同型題：1 （05年江蘇）將滿偏電流lg=300卩A、內(nèi)阻未知 的電流表 改裝成電壓表并進(jìn)行核對.（1）利用如圖7所示的電路測量電流表

8、 的內(nèi)阻 （圖中電源的電動勢 E=4V ）:先閉合S1,調(diào)節(jié)R,使 電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度；再閉合 S2,保持R不變，2調(diào)節(jié)R',使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一，讀出此3時R'的阻值為200 Q，則電流表內(nèi)阻的測量值Q .（2）將該表改裝成量程為 3V的電壓表，需“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）阻值為R0= Q的電阻.答案：(1) 100(2)串聯(lián) 9900圖8例2 （ 88年全國高考）如圖8所示是測定電流表內(nèi)電阻實驗的電路圖，電流表的內(nèi)電阻約在100 Q左右，滿偏電流為500 ，用電池作電源.某學(xué)生進(jìn)行的實驗步驟如下： 先將R的阻值調(diào)節(jié)到最大，合上 Ki,調(diào)節(jié)R勺阻值，使電流表的指針偏到滿

9、刻度. 合上 金 調(diào)節(jié)R'和R的阻值，使電流表的指針偏到滿刻度的一半. 記下R'的阻值.指出上述實驗步驟中有什么錯誤.答：.解析：只調(diào)節(jié)R',不能調(diào)節(jié)R 同型題2 （84年全國高考）測定電流表內(nèi)電阻的實驗中備用的器件有：A、電流表（量程0100卩A）,B、標(biāo)準(zhǔn)伏特表（量程05V）,C電阻箱（阻值范圍0999 Q ）, D、電阻箱（阻值范圍09999 Q）,E、電源（電動勢2V,有內(nèi)阻）,F、電源（電動勢6V,有內(nèi)阻）,G滑動變阻器（阻值范圍050 Q ,額定電流1.5A）,還有若干電鍵和導(dǎo)線.（1）、如果采用圖9所示的電路測定電流表 A勺內(nèi)電阻并且要想得到較高的精確度，

10、那末從以上備用的器件中，可變電阻R1應(yīng)選用可變電阻R2應(yīng)選用電源&應(yīng)選用_.（用字母代號填寫）（2）、如果實驗時要進(jìn)行的步驟有A、合上K1 ;B合上K2；C觀察R1的阻值是否最大，如果不是，將R1的阻值調(diào)1'圖9至最大；D調(diào)節(jié)的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度；E、調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半;F、記下R2的阻值.把以上步驟的字母代號按實驗的合理順序填寫在下面橫線上空白處：:; ®.（3）、如果在步驟F中所得R2的阻值為600歐姆，則圖9中電流表的內(nèi)電阻Rg的測量值為 歐姆.（4）、如果要將第（1）小題中的電流表A改裝成量程為05V的伏特表，則改裝的方法是