内电阻的测量半偏法

生态课堂之N个13特色课程改革高二物理20172018年度上学期导学案主备人臧舞云审核人马桂珍1【课题名称】244电表内电阻的测量课型新授课课时1【学习目标】1了解测量电流表内电阻的常用方法半偏法和替代法2了解半偏测量内电阻的操作步骤3学会分析半偏法测内电阻的误差【学习重点】半偏法测内电阻的步骤和误差分析【学习难点】半偏法测内电阻的误差分析【学法指导】自主阅读、合作探究、讨论练习、类比【导学过程】（学习方式、学习内容、学习程序、问题）【预习导学笔记】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RG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RUG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RR/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RR/，以减小因闭合S2而引起总电流的变化，从而减小误差2、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、用半偏法测未知电阻RX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RXR/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RXR/RG误差分析如图2题例分析例1（04天津理综）现有一块59C2型的小量图3S1RXRS2图4GR/R0GRRK1K2E图5RX生态课堂之N个13特色课程改革高二物理20172018年度上学期导学案主备人臧舞云审核人马桂珍3程电流表G（表头），满偏电流为，内阻约为800850，把A50它改装成、的两量程电流表MA10可供选择的器材有滑动变阻器R1，最大阻值20；滑动变阻器，最大阻值2RK0电阻箱，最大阻值定值电阻，阻值；90K1电池E1，电动势15V；电池，电动势；电池，电动2EV33E势；（所有电池内阻均不计）V54标准电流表A，满偏电流；MA51单刀单掷开关和，单刀双掷开关，电阻丝及导线若干1S23S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GRS21E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RR/，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）RK10电流表的满偏电流为，滑动变阻器的最大阻值，可知A50其需要的电压为X5V，故选电动势A50K145V的3E同型题1（05年江苏）将满偏电流IG300A、内阻未知的电流表改G装成电压表并进行核对1利用如图7所示的电路测量电流表的内阻图中电源的电动G图7图8GRRK1K2E生态课堂之N个13特色课程改革高二物理20172018年度上学期导学案主备人臧舞云审核人马桂珍4势E4V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32此时R的阻值为200，则电流表内阻的测量值RG2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2（84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0100A,B、标准伏特表量程05V,C、电阻箱阻值范围0999,D、电阻箱阻值范围09999,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050,额定电流15A,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05V的伏图生态课堂之N个13特色课程改革高二物理20172018年度上学期导学案主备人臧舞云审核人马桂珍5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05V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成实验电路答案（1）D,C,F（2）CADBEF（3）600（4）、串,49400（5）、【例2】现有一量程为3V的电压表，内阻约为3K为了较准确地测量其内电阻，在没有电流表的情况下，某同学设计了如图所示的实验电路，按此电路可以测出电压表的内电阻其中R1是最大阻值为9999的电阻箱，R2是最大阻值为20的滑动变阻器（1）试根据如图所示的电路图，完成如图所示的实物电路的连线（2）根据电路图，按顺序写出本实验的主要操作步骤_图10图9图11图12生态课堂之N个13特色课程改革高二物理20172018年度上学期导学案主备人臧舞云审核人马桂珍6_【例3】一电流表的量程标定不准确，某同学利用如图所示电路测量该电流表的实际量程IM。所用器材有量程不准的电流表A1，内阻R1100，量程标称为50MA；标准电流表A2，内阻R2450，量程10MA；标准电阻R1，阻值100；滑动变阻器R，总电阻约为3000；电源E，电动势30V，内阻不计；保护电阻R2；开关S；导线。回答下列问题（1）开关S闭合后，调节滑动变阻器的滑动端，使电流表A1满偏；若此时电流表A2的读数为I2，则A1的量程IM_。【原理】（2）若测量时，A1未调到满偏，两电流表的示数如图所示，从图中读出A1的示数I1_，A2的示数I2_；由读出的数据计算得IM_。（保留3位有效数字）【求出实际的I1】电流表A1示数电流表A2示数【堂堂清检测】1在电流表扩大量程的实验中，要将量程为200A的电流表G改装成量程为02A的电流表，需先用如图所示的电路即“半偏法”测出此电流表的内电阻RG在测量RG的实验中，滑动变阻器有如下的规格供选择A滑动变阻器（阻值范围010）B滑动变阻器（阻值范围01500）生态课堂之N个13特色课程改革高二物理20172018年度上学期导学案主备人臧舞云审核人马桂珍7为了便于实验的调节操作，减小误差，滑动变阻器R滑应选用_（填入选用器材的字母代号）【分压接法选比较小的电阻，与测量电压表内阻的实验误差分析一样】当电阻箱的阻值为R1时，调节滑动变阻器滑动头P的位置，使电流表G满偏；保持滑动头P的位置不动，调整电阻箱接入电路的阻值，当电阻箱的阻值为R2时，电流表G恰好半偏则电流表G的内电阻RG_5为了更准确地测量电压表的内阻RV，该同学设计了图所示的电路图，实验中可供选择的实验器材有A待测电压表B滑动变阻器最大阻值2000C滑动变阻器最大阻值10D电阻箱最大阻值99999，阻值最小该变量为01E电阻箱最大阻值9999，阻值最小该变量为01F电池组电动势约6V，内阻可忽略G开关，导线若干按照这位同学设计的实验方法，回答下列问题要使测量更精确，除了选用电池组、导线、开关和待测电压表外，还应从提供的滑动变阻器中选用（填“B”或“C”），电阻箱中选用（填“D”或“E”）。电压表内阻RV的测量值R测和真实值R真相比，R测R真（填“”或“”“”或“”），主要理由是_3为了测量一微安表头A的内阻，某同学设计了如图所示的电路。图学生完成堂堂清检测试题，自己总结知识点、方法R0VRABPESRV生态课堂之N个13