磁電式表頭內(nèi)阻測量大全新課標(biāo)人教版

1、磁電式表頭內(nèi)阻測量大全東郊中學(xué) 王春生磁電式電表亦即表頭是目前仍被廣泛使用的指針式安培表、伏特表、歐姆表、多用電表的核心部件，它具有靈敏度高（滿偏轉(zhuǎn)電流常在幾十A幾mA）、準確度高（實驗室常用25級）、刻度均勻、功耗小、阻尼良好、加裝整流元件后可測交流等優(yōu)點。其缺點是滿偏轉(zhuǎn)電流小、滿偏轉(zhuǎn)電壓低，不能直接測量較大的電流和較高的電壓。為滿足實際測量的需要，就必須擴大電流、電壓的量程。要擴大量程，就要測定表頭的內(nèi)電阻。可用的電路、方法很多，不外乎常規(guī)用法和非常規(guī)即特殊用法兩類，現(xiàn)歸納如下：、替代法。電原理圖如圖一所示，圖一21K2K1R2PbaR1E rA1A2A1為待測電表，常是A表、mA表、mV

2、表等，A2為參考電流表，其量程應(yīng)不低于待測電表滿度電流值。測量方法、原理：1 使R1 、R2接入電阻最大，K2擲1位，閉合K1，右滑觸頭P使A1有盡可能大的偏轉(zhuǎn)角，記下此時A2的示數(shù)I0； 、K2擲2位，逐級減小R2 ，使A2的示數(shù)仍為I0，則A1的內(nèi)阻Rg等于電阻箱R2接入電阻值R。優(yōu)點：測量值的精度僅決定于電阻箱內(nèi)電阻的精度。圖二K2E rR2R1K1A、半偏法。此法是用待測電表作為參考電表。、電流表半偏法：電原理圖如圖二所示， 測量方法、原理：1、 斷開K2，閉合K1，調(diào)節(jié)R1使電流表A指針達滿偏轉(zhuǎn)；2、 保持R1（接入電阻為R0）不變，閉合K2，調(diào)節(jié)R2使電流表A指針半滿偏，則電流表內(nèi)

3、阻RA=電阻箱R2讀數(shù)R。誤差特點：定性分析：K2閉合后，回路總電阻減小，流過電源的電流增大即I總I0（A表滿度電流值），A表半滿偏時流過R2的電流IRI0/2，所以，R2的讀數(shù)R待測電流表A內(nèi)阻的真實值，即測量值偏小。定量分析：百分誤差的絕對值，式中滿偏電壓。1984年高考物理第三大題（14分）即用此法測定電流表A的內(nèi)阻，考查的項目有器材的選用、實驗步驟排序、測量原理的理解以及改裝、校對電壓表的原理和方法。據(jù)題目中的相關(guān)數(shù)據(jù)可得=1% 。2005年高考江蘇物理試卷第12題（12分）的第（1）小題即用此電路測量滿度電流I=300A的電流表的內(nèi)電阻，區(qū)別是“偏”而非“半偏”。依據(jù)題目中的相關(guān)數(shù)據(jù)

4、可求出=0.75%。若要求1%，則R0+r99RA,近似地有R1R0100RA， E100UA；對于滿度電流為1mA -50A的表頭，其內(nèi)阻常在503K，這樣選用的滑動變阻器R1的全值電阻應(yīng)為5K300K，所用電源電壓應(yīng)為5V15V。若要求5%，則僅需R0+r19RA，E20UA，條件容易滿足。、電壓表半偏法：電原理圖如圖三所示，測量方法、原理：1、 閉合K2、K1，調(diào)節(jié)R1使待測電表V指針滿偏；2、 斷開K2，調(diào)節(jié)R2（保持R1不變），使電表V指針半滿偏，則待測電表的內(nèi)阻RV=電阻箱R2讀數(shù)R。誤差特點：定性分析：接入R2后，回路總電阻R總增大，總電流減小，路端電壓升高且Upb減小，Upa增

5、大，導(dǎo)致電表V半滿偏時，電阻箱R2兩端電壓圖三baPR2R1K1E rVK2URUV/2（UV為滿偏電壓），故有RRV，即測量值偏大。定量分析：最大百分誤差，（R0為R1的全值電阻）。若要求1%，則RV25（R0+r）,近似地有R0RV/25，對于上述表頭而言，其全值電阻為2120；若要求5%，則可取R0RV/5，相應(yīng)地R0取值圖四KRtA1A2E r范圍是5600。、比較法。1、 電流表比較法：測量原理如圖四所示，滑動變阻器Rt采用限流式接法，安培表A1的內(nèi)阻待測，A2的內(nèi)阻已知，且兩安培表的滿偏電壓相差不大。閉合K，調(diào)節(jié)Rt的動觸頭，使兩表指針有盡可能大的偏轉(zhuǎn)角，讀取其示數(shù)I1、I2，則據(jù)

6、，可得R1。2000年高考物理第16題（8分）即用該法。圖五KRtE rV1V2、電壓表比較法：測量原理如圖五所示，Rt采用分壓式接法，伏特表V1的內(nèi)阻R1待測，伏特表V2的內(nèi)阻R2已知，且兩伏特表的滿偏電流相差不大。閉合K，調(diào)節(jié)Rt的動觸頭，使兩表指針有盡可能大的偏轉(zhuǎn)角，讀取其示數(shù)U1、U2，則據(jù)，可求得R1。注：用比較法測定表頭如A表、 mV表的內(nèi)阻時，流過待測表頭的電流、電壓應(yīng)能直接讀出。、伏安法。1、 電流表伏安法：測量電原理如圖六所示，電表A內(nèi)阻待測，其示數(shù)為I；圖六AV電表V內(nèi)阻未知，其示數(shù)是U，則有。二、電壓表伏安法： 測量電原理如圖七所示，電表V內(nèi)阻待測，其示數(shù)為U，電表A內(nèi)阻

7、未知，圖七VA其讀數(shù)是I，則有。1997年高考物理第17題（6分）電路設(shè)計；2004年理綜（全國卷）第22題（18分）涉及電表內(nèi)阻的測量、電表的改裝、電表的校對。其中內(nèi)阻即用該電路來測定。、歐姆表法。用歐姆表可方便取得常用表頭或電流表的內(nèi)阻。普通萬用電表歐姆檔低“倍率”所用電池電動勢為1.5V；若歐姆刻度中心數(shù)為“12”，則“100、1K”檔最大E SR1AAR2圖八輸出電流分別為1.25mA、125A。接入待測對象后，實際輸出電流會更小，加上表頭出廠時都已做了過負荷實驗，允許10倍于滿偏電流的一次沖擊，延續(xù)5S或10倍于滿偏電流的9次沖擊，每次延續(xù)0.5S，每兩次間隔1min ，因此，多數(shù)表

8、頭的內(nèi)阻都可用該法粗略測量，但測量、讀數(shù)要快，盡可能在23S內(nèi)完成。、其它方法：1 2001年我省理綜物理第29題（20分）測量電流表A內(nèi)阻的電原理圖如圖八所示。 只要讀取R1為RX時A、A的讀數(shù)I、I，則有。RVKB圖九2 2005年我省理綜（全國卷）物理第22題的第（2）小題測量電壓表V的內(nèi)阻RV的電原理圖如圖九所示。B為電源（內(nèi)阻可忽略不計），R為電阻箱，K為電鍵。測量方法、原理：調(diào)節(jié)R使其分別為R1、R2，并讀取對應(yīng)的電壓U1、U2，則 。注： 將電壓表替換為電流表，則； 電壓表、電流表有分度值或分度值未知，不影響測量之；若電源內(nèi)阻不能不計且又未知，則不能用此電路測電表內(nèi)阻。3 2005年理綜（全國卷）第22題（17分）的第（2）小題運用如圖十所示的電路來測定毫安表BK2K1R1 R2mA圖十的內(nèi)阻RA。R1、R2為已知電阻，B為電源（內(nèi)阻可忽略）。方法、原理：斷開電鍵K2，閉合K1，讀取電流I1；閉合K1及K2，讀取電流I2，則 。注：此題所采