半偏法及其系统误差分析

精品文档 1欢迎下载 半偏法及其系统误差分析 1 电流表半偏法 如图是用半偏法测电流表内阻的电路 实验时 先断开开关 2 S 闭合开关 调节使电流表指针满偏 然后保持的滑片不动 1 S 0 R 0 R 闭合开关 调节 使电流表的指针处于半满偏状态 2 S 则电流表的内阻 R A R 用如图 1 所示的电路测电流表的内阻时 设电流表的满偏电流为 则开 关断开时 开关闭合时 有 2 S 1 RR I A g 2 S A A Rg RR RR R II 1 2 1 由 式 得 RIRI RAg 2 1 1 1 RR RR R A A A RR 测量值小于真实值 当滑动变阻器阻值远大于电阻箱电阻误差较小 精品文档 2欢迎下载 R2 S2 S1 V R1 c a 2 电压表半偏法 如图是用半偏法测电压表内阻的电路 实验时 先闭合开关和 2 S 1 S 调节使电压表指针满偏 然后保持的滑片不动 即 不变 0 R 0 R 1 R 2 R 断开开关 调节 使电压表的指针半满偏 则电压表的内阻 R 2 S V R 用如图的电路测电压表的内阻时 设电压表的满偏电压为 g U 则开关闭合时 2 S 开关断开时 有 2 1 R R U R U U g V g g 2 S 2 1 R R U RR U U AB V AB AB 由 式 得 2 RR R U U V V g AB 0 21 R RR RR V 的测量值大于真实值 V RR V R 1 要测量内阻较大的电压表的内电阻 可采用 电压半值法 其实验电路 如图 9 所示 其中电源两端的电压值大于电压表的量程 电阻箱 R2的 最大阻值大于电压表的内电阻 先将滑动变阻器 R1的滑动头 c 调至最左端 将 R2的阻值调至最大 依次 闭合 S2和 S1 调节 R1使电压表满偏 然后断开 S2 保持滑动变阻器 的滑动头 c 的位置不变 调节 R2使电压表半偏 此时 R2的示数即可视为电压表的内电阻值 1 实验时 在断开 S2调节 R2的过程中 a 点与滑动变阻器的滑 精品文档 3欢迎下载 动头 c 之间的电压应 2 实验室备有如下四个滑动变阻器 它们的最大阻值分别为 A 10B 1kC 10kD 100k 为减小测量误差 本实验中的滑动变阻器 R1应选择 填序号 2 12 分 用半偏法测电流表内阻 提供的器材如下 干电池 电动势E约为 1 5V 内阻r约为 10 待测电流 表 A 0 50 A 内阻约 4k 电阻箱R1 R2 均为 0 99999 9 电键 导线若干 实验电路如图 有关实验操作及测量如下 只闭合 S 当调节R1到 26090 0 时 电流表 A 满偏 再闭合 S1 R2调为 3770 0 时 电流表 A 半偏 由此可得 电 流表的内阻Rg的测量值为 半偏法测量电流表内阻时 要求R1 Rg 比值R1 Rg越大测 量误差 越小 本实验中R1虽比Rg大 但两者之比不是很大 因此导致Rg的测 量误差较大 具体分析如下 电流表 A 半偏时的回路总电阻比全偏时的 回 路总电阻 填 偏大 或 偏小 导致这时的总电流 选填 变大 或 变小 半偏时R2 Rg 填 大于 或 小于 为减小Rg的测量误差 可以通过补偿回路总电阻的方法 即把半偏时 回路的总电阻的变化补回来 具体的数值可以通过估算得出 实际操作 如下 在 中粗测出Rg后 再把R1先增加到 用第 问中的 有关条件求得具体数值 再调节R2使电流表 用这时R2的值表示 Rg的测量值 如此多次补偿即可使误差尽量得以减小 A R1 R2 S S1 精品文档 4欢迎下载 3 有一电流表 量程为 1mA 内阻rg约为 100 要求测量其内阻 可 A 选用的器材有 电阻箱 R0 最大阻值为 99999 9 滑动变阻器甲 最大 阻值为 10k 滑动变阻器乙 最大阻值为 2k 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 采用的测量电路图如图所示 实验步骤如下 a 断开 S1和 S2 将 R 调到最大 b 合上 S1 调节R使满偏 c 合上 A S2 调节R1使半偏 此时可认为的的内阻rg R1 试问 A A 在上述可供选择的器材中 可变电阻 R1应该选 为 了使测量尽量精确 可变电阻 R 应该选择 电源 E 应该选择 认为内阻rg R1 此结果与的rg真实值相比 填 偏 大 偏小 相等 1 解解 1 保持基本不变 或保持不变 2 A 每问 3 分 共 6 分 2 答 答 12 分 每空 2 分 3770 0 偏小 变大 小于 27975 半偏 3 答案答案 R0 滑动变阻器甲 E2 偏小 分析 根据半偏法的测量原理 R1必须选R0 由于电流表的 满偏电流很小 要求R1的阻值很大 故R应选滑动变阻器甲 电 源选择E2 误差较小 根据闭合电路的欧姆定律及电路特点可得 合上 S1 调节R使满偏 Ig A rrR E g 合上 S2 调节R1使半偏 电路中的总电流 I A 精品文档 5欢迎下载 r Rr Rr R E g g 1 1 故 I Ig 所以 通过电阻箱的电流 IR1 IR1 Ig 用 U 表示电阻箱两端电压 则R1 rg 1R I U 2 g I U 即