用半偏法测电阻及误差分析

精品文档 1欢迎下载 江苏省姜堰中学二轮复习教学案 用半偏法测电阻及误差分析 用半偏法可以测量电流表的电阻 含灵敏电流计 伏特表的电阻和未知电阻的阻 值 如何设计实验电路 如何测量 怎样减少实验误差 下面分类解析 1 用半偏法测电流表的内阻用半偏法测电流表的内阻R Rg g 电流表的内阻Rg的测量电路有图 1 和图 2 两种电路 应用图 1 电路测量电流表的内阻 步骤 1 先闭会开关 S1和 S2 调节变阻器R 使电流表指针 指向满偏 2 再断开开关 S2 仅调节电阻箱R 使电流表指针指 向半偏 3 电流表的内阻等于电阻箱的阻值R 实验仪器的基本要求 R Ug 所以U2 Ug 2 R Rg 故测量值偏大 注 在图 1 电路中 R 只能用电阻箱 而不能用滑动变阻器 其阻值只需比灵敏电流计 的电阻大一点就可以了 R一般使用滑动变阻器 其阻值要求较小 要求R R 表流表内阻误差分析表流表内阻误差分析 图 2 是并联半偏 在半偏法测内阻电路中 当闭合 S 时 引起总电阻减小 总电流增 大 大于原电流表的满偏电流 而此时电流表半偏 所以流经R 的电流比电流表电流多 R 的电阻比电流表的电阻小 但我们就把R 的读数当成电流表的内阻 故测得的电流表的内 阻偏小 S1 R0R S2 图 1 G R 图 2 精品文档 2欢迎下载 注 图 2 电路中 R 只能用电阻箱 而不能用滑动变阻器 其阻值只需比灵敏电流表的 电阻大一点就可以了 R一般使用滑动变阻器 也可用电阻箱或电位器 但其阻值要求较大 要求R R 以减小因闭合 S2而引起总电流的变化 从而减小误差 2 2 用半偏法测电压表的内阻 用半偏法测电压表的内阻 应用图 电路测量电压表的内阻 步骤 1 先将R调到最左端 闭合 S1和 S2 调节R使电压 表满偏 2 使R不变 断开 S 调节R 使电压表指到满刻度的 一半 3 此时电阻箱R 的读数即为电压表的内阻RV 电压表内阻误差分析 电压表内阻误差分析 在半偏法测电压表内阻电路中 在断开 S 时 引起总电 阻增大 滑动变阻器两端分得电压将超过原电压表的满偏电压 调节R 使电压表半偏时 R 上的电压将比电压表半偏电压大 故R 的电阻比电压表的内阻大 所以测得电压表内阻偏 大 注 在图 3 电路中 R 只能用电阻箱 而不能用滑动变阻器 其阻值只需比电压表的电 阻大一点就可以了 R一般使用滑动变阻器 其阻值要求较小 以减小因闭合 S2而引起总电 压的变化 从而减小误差 3 3 用半偏法测未知电阻 用半偏法测未知电阻R Rx x的阻值的阻值 拓展 1 如果已知电流表的内阻为Rg 将一个未 知的电阻Rx按图 4 连接 可以测出未知的电阻Rx的阻 值 步骤同图 1 测量结果为 Rx R Rg 误差分析如图 3 拓展 2 如果已知电流表的内阻为Rg 将一个未 知的电阻Rx按图 5 连接 可以测出未知的电阻Rx的阻 值 步骤同图 2 测量结果为 Rx R Rg 误差分析如图 2 题例分析 题例分析 例 1 04 天津理综 现有一块 59C2 型的小量 程电流表 G 表头 满偏电流为 内阻约A 50 为 800 850 把它改装成 的两 mA1mA10 量程电流表 可供选择的器材有 图 3 S1 RX R S2 图 4 G R R0 G R R K1 K2 E 图 5 Rx 精品文档 3欢迎下载 滑动变阻器R1 最大阻值 20 滑动变阻器 最大阻值 2 R k100 电阻箱 最大阻值定值电阻 阻值 R 9999 0 R k1 电池 E1 电动势 1 5V 电池 电动势 电池 电动势 所有电池 2 EV0 3 3 EV5 4 内阻均不计 标准电流表 A 满偏电流 mA5 1 单刀单掷开关和 单刀双掷开关 电阻丝及导线若干 1 S 2 S 3 S 采用如图 6 所示电路测量表头的内阻 为提高测量精确度 选用的滑动变阻器为 选用的电池为 G R S2 S1 R E 图 6 解析 根据半偏法的实验原理 提高测量精确度 按图 6 电路 就要求R R 以减 小因闭合 S2而引起总电流的变化 从而减小误差 因此题中已知的器材滑动变阻器选 或最大阻值 电流表的满偏电流为 滑动变阻器的最大阻值 2 R k100A 50 k100 可知其需要的电压为X 5V 故选电动势 4 5V 的 A 50 k100 3 E 同型题 1 05 年江苏 将满偏电流 Ig 300 A 内阻未 知的电流表改装成电压表并进行核对 G 1 利用如图 7 所示的电路测量电流表的内阻 G 图中电源的电动势 E 4V 先闭合 S1 调节R 使 电流表指针偏转到满刻度 再闭合 S2 保持R不变 调节R 使电流表指针偏转到满刻度的 读出此 3 2 时R 的阻值为 200 则电流表内阻的测量值Rg 2 将该表改装成量程为 3V 的电压表 需 填 串联 或 并联 阻值为R0 的电 图 7 图 8 G R R K1 K2 E 精品文档 4欢迎下载 阻 答案 1 100 2 串联 9900 例2 88年全国高考 如图8所示是测定电流表内电阻实验的电路图 电流表的内电阻 约在100 左右 满偏电流为500 用电池作电源 某学生进行的实验步骤如下 先将R的阻值调节到最大 合上K1 调节R的阻值 使电流表的指针偏到满刻度 合上K2 调节R 和R的阻值 使电流表的指针偏到满刻度的一半 记下R 的阻值 指出上述实验步骤中有什么错误 答 解析 只调节R 不能调节R 同型题同型题 2 2 8484 年全国高考 年全国高考 测定电流表内电阻的实验中备用的器件有 A 电流表 量程0 100 A B 标准伏特表 量程0 5V C 电阻箱 阻值范围0 999 D 电阻箱 阻值范围0 9999 E 电源 电动势2V 有内阻 F 电源 电动势6V 有内阻 G 滑动变阻器 阻值范围0 50 额定电流1 5A 还有若干电键和导线 1 如果采用图9所示的电路测定电流表A的内电阻并且要想得到较高的精确度 那 末从以上备用的器件中 可变电阻R1应选用 可变电阻R2应选用 电源 应选用 用字母代号填写 2 如果实验时要进行的步骤有 A 合上K1 B 合上K2 C 观察R1的阻值是否最大 如果不是 将R1的阻值调 至最大 D 调节R1的阻值 使电流表指针偏转到满刻度 E 调节R2的阻值 使电流表指针偏转到满刻度的一半 F 记下R2的阻值 把以上步骤的字母代号按实验的合理顺序填写在下面横线上空白处 3 如果在步骤F中所得R2的阻值为600欧姆 则图9中电流表的内电阻Rg的测量值为 欧姆 4 如果要将第 1 小题中的电流表A改装成量程为0 5V的伏特表 则改装的方法是 跟电流表 联一个阻值为 欧姆的电阻 5 图10所示器件中 一部分是将电流表改装为伏特表所需的 其余是为了把改装成 的伏特表跟标准伏特表进行核对所需的 首先在下面空白处画出改装和核对都包括在内 的电路图 要求对0 5V的所有刻度都能在实验中进行核对 然后在图2上画出连线 将所 示器件按以上要求连接