半偏法测电阻--修改后

1、半偏法测电流表半偏法测电流表内阻实验内阻实验 在电流表的改装中，需要知道它的三在电流表的改装中，需要知道它的三个参数：满偏电流个参数：满偏电流IgIg、满偏电压、满偏电压UgUg、电流、电流表的内阻表的内阻RgRg. . 其中其中IgIg可以从刻度盘上读出，如果知可以从刻度盘上读出，如果知道了表头的内阻时道了表头的内阻时RgRg时，时，UgUg也可以由也可以由Ug=IgRgUg=IgRg算出。算出。 而而RgRg则要由实验的办法测量。则要由实验的办法测量。1 1、实验用电路图及原理、实验用电路图及原理G RS2S1R G G是待测电流表，可看成是一个小阻值电是待测电流表，可看成是一个小阻值电阻

2、阻RgRg，其读数是通过这个电阻的电流。，其读数是通过这个电阻的电流。 R R是滑动变阻器。是滑动变阻器。 RR是电阻箱，是电阻箱，R R的阻值远大于的阻值远大于RR。I Ig g R Rg gG RS2S1R2 2、步骤原理、步骤原理：1 1、先闭合、先闭合S S1 1，调节，调节滑动变阻器，使电滑动变阻器，使电流表的指针满偏，流表的指针满偏，这时通过电流表的这时通过电流表的电流即为电流即为IgIg2 2、保持保持R R阻值不变阻值不变，再闭合，再闭合S S2 2，调节电阻箱，调节电阻箱RR的阻值，的阻值，使电流表的指针偏转到正好是满刻度的一半时，认为电使电流表的指针偏转到正好是满刻度的一半

3、时，认为电阻箱阻箱RR的读数就是电流表的内阻的读数就是电流表的内阻RgRg。即。即 RR =Rg=Rg原理：由于原理：由于R Rg g的阻值非常小，而的阻值非常小，而R R的阻值又非常大，从的阻值又非常大，从而闭合而闭合S S2 2前后，可以认为前后，可以认为R R一定时，通过滑动变阻器的一定时，通过滑动变阻器的电流不变。电流不变。RIRIRIggg21213 3、注意事项、注意事项 要求要求R比比R要大得多且闭要大得多且闭合合S2后后R阻值保持不变阻值保持不变4 4、误差分析、误差分析G RS2S1R由于闭合由于闭合S2前，通过前，通过R的电流的电流等于等于Ig，而闭合后全电路，而闭合后全电

4、路的总电阻减小，所以通过的总电阻减小，所以通过R的实际电流的实际电流大于大于Ig。 设闭合设闭合S2后通过后通过R的电流为的电流为I 。 由欧姆定律由欧姆定律 所以所以测量值测量值R偏小偏小。 ggIII21RIRIgg21gII211 1、半偏法测电压表内阻、半偏法测电压表内阻VRRSPRV步骤步骤： 闭合开关闭合开关S前，电阻箱前，电阻箱R的阻值的阻值调零调零，滑动触头，滑动触头P至至最左端最左端。 闭合闭合S，滑动触片，滑动触片P向右调至适当位置时使电压表向右调至适当位置时使电压表示数为满偏电压示数为满偏电压V V0，保持滑动变阻器滑动触片，保持滑动变阻器滑动触片P位置位置不变，调节电阻

5、箱阻值为不变，调节电阻箱阻值为R时，电压表示数为半偏电时，电压表示数为半偏电压值。压值。VRR 则有这个测量值这个测量值R偏大偏大步骤步骤： 闭合开关闭合开关S前，电阻前，电阻箱箱R的阻值调的阻值调最大，最大，滑动滑动触头触头P至最左端。至最左端。 闭合闭合S，滑动触片，滑动触片P向右调至适当位置不变。向右调至适当位置不变。 调节电阻箱阻值为调节电阻箱阻值为R1时，使电流表示数为满偏电流时，使电流表示数为满偏电流I I0，调节电阻箱阻值调节电阻箱阻值R2时，电流表示数为满偏电流时，电流表示数为满偏电流I I0的一半。的一半。ARRSPRA122021102RRRRRIRRIAAA上述操作步骤中

6、，必要的操作步骤按合理顺序排列应上述操作步骤中，必要的操作步骤按合理顺序排列应为为 。若在步骤。若在步骤 中，读出中，读出R0的值为的值为2400 2400 ，则电压表的内阻，则电压表的内阻RV = = 。用这种方。用这种方法测出的内阻法测出的内阻RV与其真实值相比偏与其真实值相比偏 。 E. 调节滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为调节滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为3.0 V例例1.1.为了为了测量测量一个量程为一个量程为3.0 V的的电压表的内阻电压表的内阻，可以采，可以采用图示的电路，在测量时，可供选择的步骤如下：用图示的电路，在测量时，可供选择的步骤如下： A.闭合开关闭合开关S B

7、.将电阻箱将电阻箱R0的阻值调到最大的阻值调到最大F.断开开关断开开关SC.将电阻箱将电阻箱R0的阻值调到零的阻值调到零H.将滑动变阻器的滑动触头调到将滑动变阻器的滑动触头调到a端端G.将滑动变阻器的滑动触头调到将滑动变阻器的滑动触头调到b端端 D.调节电阻箱调节电阻箱R0的阻值，的阻值，使电压表示数为使电压表示数为 1.5 V，读出此时电阻箱读出此时电阻箱R0的阻值，的阻值，VRabSR024002400大大返回 例例2. 2. 为了测量电流表为了测量电流表A A1 1的内阻，采用图示的电路，其中的内阻，采用图示的电路，其中电流表电流表A A1 1的量程是的量程是0300A0300A、内阻约

8、为、内阻约为100100（待测）；（待测）；A A2 2是标准电流表，量程是标准电流表，量程0-200A0-200A；R R1 1为电阻箱，阻值范围为电阻箱，阻值范围0999.90999.9；为电池，电动势为电池，电动势3V3V、内阻不计；、内阻不计；S S1 1为开关为开关S S2 2为单刀双掷开关。按电路图接好电路后，将可变电阻器为单刀双掷开关。按电路图接好电路后，将可变电阻器R R2 2和电阻箱和电阻箱R R1 1适当调节后，将单刀双掷开关适当调节后，将单刀双掷开关S S2 2扳到接点扳到接点1 1处，处，接通开关接通开关S S1 1，调节可变电阻，调节可变电阻R R2 2，使两电表的读

9、数都是，使两电表的读数都是150A150A；然后将开关；然后将开关S S2 2扳到接点扳到接点2 2，调节电阻箱，调节电阻箱R R1 1使标准电使标准电流表的读数仍是流表的读数仍是150A150A，若此时电阻箱各旋钮位置如图，若此时电阻箱各旋钮位置如图，则：则：（1 1）电流表）电流表A A1 1的内阻的内阻RgRg=_ .=_ .（2 2）为了保证两电流表的安全使用，）为了保证两电流表的安全使用，限流电阻限流电阻R R3 3 的阻值应选的阻值应选A.100A.100；B.150B.150；C.10KC.10K；D.15KD.15K。（。（ ） （3 3）可变电阻器）可变电阻器R R2 2 应

10、选：应选： （ ） A.2KA.2K； B.5KB.5K； C.200C.200；D.500D.500。A1R1A21 2S1R3R2RgS23V1765432890176543289017654328901765432890176543289017654328900.1101100010000100A1R1A21 2S1R3R2RgS23V替代法测电阻替代法测电阻 当当R2=0时时,要保证两个电流表都不超过量程要保证两个电流表都不超过量程R3=E/Imin =3 / 0.2mA = 15k 选选DR2+R3=E/I =3 / 0.15mA = 20 k R2=5 k 选选BRg=92.8 返

11、回 例题例题3、从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来、从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流测量电流表表A1的内阻的内阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。（得多组数据。（1）在虚线方框中画出电路图，标明所用器材的代）在虚线方框中画出电路图，标明所用器材的代号。（号。（2）若选测量数据中的一组来计算，）若选测量数据中的一组来计算，r1，则所用的表达式为，则所用的表达式为r1=_，式中各符号的意义是：，式中各符号的意义是：_。器材（代号）器材（代号）规格规格电流表电流表(A1 )量程量程10mA ，内阻，内阻r 1待

12、测（约待测（约40）电流表电流表(A2 )量程量程500A，内阻，内阻r2 =750 电压表电压表(V)量程量程10V，内阻，内阻r3 =10k 电阻电阻(R1 )阻值约阻值约100 ，作保护电阻用，作保护电阻用滑动变阻器滑动变阻器(R2 )总电阻约总电阻约50 电池电池(E)电动势电动势1.5V，内阻很小，内阻很小电键电键(K)导线若干导线若干解：解：电流表电流表I1m=10mA, r1 40 R1=100 R2=50 若滑动变阻器用限流接法，若滑动变阻器用限流接法，Imin =1.5/190=0.08A=8mAImax=10mA电流的变化范围很小，应该用电流的变化范围很小，应该用分压器接法

13、。分压器接法。因为电压表读数很小，因为电压表读数很小，Um =0.4V , 不能用伏安法测量不能用伏安法测量，根据根据并联电路两端电压相等并联电路两端电压相等，将两电流表并联，如图示：将两电流表并联，如图示：A1A2R1=100 R2=50 调节滑动变阻器的电阻，测调节滑动变阻器的电阻，测出多组两电流表的读数，出多组两电流表的读数，由由 I1 r1 =I2 r2得得 r1= I2 r2 I1返回VA1伏安法测电压表电阻伏安法测电压表电阻电压表是一个能够显示自身电压的特殊电阻，电压表是一个能够显示自身电压的特殊电阻，因此，可以用一个安培表测量其电阻。因此，可以用一个安培表测量其电阻。返回VA1例

14、题例题4、某电压表的内阻在、某电压表的内阻在20千欧千欧50千欧之间千欧之间,现现要测量其内阻要测量其内阻,实验室提供下列可选用的器材实验室提供下列可选用的器材:待测电压表待测电压表V (量程量程3V)电流表电流表A1 (量程量程200A )电流表电流表A2 (量程量程5mA)电流表电流表A3 (量程量程0.6A)滑动变阻器滑动变阻器R (最大阻最大阻1K) 电源电源(电动势电动势4V)电键电键K.(2)为了尽量减小误差为了尽量减小误差,要求测多组数据要求测多组数据.试在方框中画出试在方框中画出符合要求的实验电路图符合要求的实验电路图(其中电源和电键及其连线其中电源和电键及其连线返回A1(1)

15、所提供的电流表中所提供的电流表中,应选用应选用_ (填写字母填写字母代号代号).4.把电流表改为电压表把电流表改为电压表（1）电流表的满偏电流）电流表的满偏电流Ig、内电阻、内电阻Rg和满偏电压和满偏电压Ug 三者的关系三者的关系 Ug=IgRg（2）电流表内电阻的测定）电流表内电阻的测定 半偏法半偏法（不计电源内阻）（不计电源内阻）GS1S2R1R2测量值偏小测量值偏小注注:半偏法测电压表内阻时半偏法测电压表内阻时,偏大偏大.VRabSR0a.电流表量程的扩大电流表量程的扩大并联一个小电阻并联一个小电阻GIIgRgRI-Ig由由 (I-Ig) R= Ig RgR= Ig Rg(I-Ig) 例

16、例. 若电流表的内阻若电流表的内阻Rg=1000 满偏电流满偏电流Ig=100A 怎样把它改装成量程为怎样把它改装成量程为10mA的电流表？的电流表？解：解：R= Ig Rg(I-Ig) =0.11000 9.9=10.1 例例3. 如图示是一个双量程电流表，如图示是一个双量程电流表，Ig=0.5mA，Rg=200 ，计算，计算R1和和R2的阻值。的阻值。GR2R110mA1mA解：解： （R1+R2） (I1-Ig) = Ig Rg R1+R2= Ig Rg(I1-Ig) = 1000.5=200 Ig （Rg+ R2 ）=(I2-Ig) R1 （Rg+ R2 ）=(I2-Ig) R1 Ig

17、 = 19R1 R1=20 R2=180 b. 电压表量程的扩大电压表量程的扩大串联一个大电阻串联一个大电阻GUUgU-UgRgRRUURUggggggRUUUR 例例. 若电流表的内阻若电流表的内阻Rg=1000 满偏电流满偏电流Ig=100A 怎样把它改装成量程为怎样把它改装成量程为U=3V的电压表？的电压表？解：解：Ug=IgRg=0.1V R=29 k 例例4. 如甲、乙图示是一个双量程电压表，如甲、乙图示是一个双量程电压表， Ig=1mA，Rg=100 ，计算，计算R1和和R2的阻值。的阻值。GR2R115V3V甲甲3V15VR2R1G乙乙解解：甲图：甲图 Ug= IgRg =0.1

18、V， n1=30 n2=150R1=（ n1 -1）Rg=2900 R2=（ n2 -1）Rg=14900 乙图乙图 同样求出同样求出R1R1=（ n1 -1）Rg=2900 Rg +R1+R2=151=15 KR2= 12 K返回返回改装电压表的校对改装电压表的校对电路图如图示电路图如图示R1GVRSV为标准电压表，为标准电压表，R为滑动变阻器（分压器接法）为滑动变阻器（分压器接法）虚线框中为改装电压表。虚线框中为改装电压表。 改变变阻器改变变阻器R的滑片位置，使的滑片位置，使V 的示数分别为的示数分别为0.5V、 1.0V、 1.5V、 2.0V核对改装电压表的示数是否正核对改装电压表的示数是否正确，并算出改装的电压表满刻度时的百分误差。确，并算出改装的电压表满刻度时的百分误差。例如：改装的电压表满刻度例如：改装的电压表满刻度3V时，标准电压表时，标准电压表V的的读数为读数为3.1V，则百分误差，则百分误差%2 . 3%1001 . 30 . 31 . 3返回返回 22.(17分分)（1 1）用游标为）用游标为5050分度的卡尺（测量