用半偏法测电阻及误差分析总结高中物理.doc

1、1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 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：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

2、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 R R/ ，以减小因闭合S2 而引起总电流

3、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

4、表的电阻大一点就可以S1R0RS2图 1GR/图 3图 22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：R x =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：R x =R/ - Rg误差分析如图 2题例分析：例 1（04 天津理综）现有一块 59

5、C2 型的小量程电流表 G（表头） ，满偏电流为 ，内阻约为A50800850 ，把它改装成 、 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2k0电阻箱 ，最大阻值9定值电阻 ，阻值 ；0R1电池 E1，电动势 1.5V；电池 ，电动势 ；电池 ，电动势 ；（所有电池内阻均不计）2EV0.33EV5.4标准电流表 A，满偏电流 ；mA5.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 解析：根据半偏法的实验原理，提高测量精确度，按图

6、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2k10偏电流为 ，滑动变阻器的最大阻值 ，可知其需要的电压为 X =5V，故选电动势A50k10A504.5V 的 3ES1RXRS2图 4G R/R0G RR K1K2E图 5Rx GE3同型题：1（05 年江苏）将满偏电流 Ig=300A 、内阻未知的电流表 改装成 G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( 图中电源的电动势 GE=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，

7、调节 R，使电流表指针偏转到满刻度的 ，读出此时32R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K 1，调节R的阻值，使电流表的指针偏到满刻度合上K 2，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

8、型题测定电流表内电阻的实验中备用的器件有:图 7图 8G RR K1K2E4A、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R 1应选用 ,可变电阻R 2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K 1；B、合上K 2； C、观

9、察R 1的阻值是否最大,如果不是,将R 1的阻值调至最大；D、调节R 1的阻值,使电流表指针偏转到满刻度；E、调节R 2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度的一半；F、记下R 2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R 2的阻值为600欧姆,则图9中电流表的内电阻R g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） 、图 10图 9图 11图 12图5