用半偏法測電阻及誤差分析總結(jié)高中物理

1、用半偏法測電阻及誤差分析圖1用半偏法可以測量電流表的電阻(含靈敏電流計)、伏特表的電阻和未知電阻的阻值.如何設(shè)計實驗電路，如何測量，怎樣減少實驗誤差，下面分類解析.1、用半偏法測電流表的內(nèi)阻 Rg電流表的內(nèi)阻 Rg的測量電路有圖1和圖2兩種電路.應(yīng)用圖1電路測量電流表的內(nèi)阻：步驟:(1)先閉會開關(guān)S1和S2,調(diào)節(jié)變阻器 R,使電流表指針指向滿偏;(2)再斷開開關(guān)S2,僅調(diào)節(jié)電阻箱 N,使電流表指針指向半偏；(3)電流表的內(nèi)阻等于電阻箱的阻值R/.實驗儀器的基本要求：R<< R/.表流表內(nèi)阻誤差分析：圖1是串聯(lián)半偏，因為流過 Rg和R/的電流相等，應(yīng)比較它們的電壓Ug和U2的大小，S

2、2閉合時，兩者電壓之和和U =Ug+U2=Ug+0= Ug , S2斷開時，電路的總電阻增大，由閉合電路的歐姆定律得：總電流減少，R的右端電阻、Ro和電源內(nèi)阻三者電壓之和減少，并聯(lián)部分的電壓U并增大，即U并=Ug/2 +U2/ > Ug所以U2/ > Ug/2 , R /> Rg .故測量值偏大.注：在圖1電路中，R只能用電阻箱，而不能用滑動變阻器，其阻值只需比靈敏電流計的電阻大一點就可以了. R 一般使用滑動變阻器，其阻值要求較小，要求 R << R/ ,以減小因閉合S2而引起總電壓的變化，從而減小誤差.應(yīng)用圖2電路測量電流表的內(nèi)阻:步驟：(1)先將R調(diào)到最左端

3、，閉合 S1,斷開S2,調(diào)節(jié)R使電流表滿偏;(2)使R不變，閉合S2調(diào)節(jié)電阻箱R'使電流表指到滿刻度的一半;(3)此時電阻箱 R'的讀數(shù)即為電流表的內(nèi)阻Rg.實驗的基本要求： R >> R/.表流表內(nèi)阻誤差分析圖2是并聯(lián)半偏，在半偏法測內(nèi)阻電路中，當(dāng)閉合 S2時，引起總電阻減小，總電流增大，大于原電流表的滿偏電流，而此時電流表半偏，所以流經(jīng)R'的電流比電流表電流多，R'的電阻比電流表的電阻小，但我們就把R/的讀數(shù)當(dāng)成電流表的內(nèi)阻，故測得的電流表的內(nèi)阻偏小.注：圖2電路中，R'只能用電阻箱，而不能用滑動變阻器，其阻值只需比靈敏電流表的電阻大一點

4、就可以了，R 一般使用滑動變阻器，也可用電阻箱或電位器，但其阻值要求較大，要求R >> R/ ,以減小因閉合S2而引起總電流的變化，從而減小誤差.2、用半偏法測電壓表的內(nèi)阻應(yīng)用圖3電路測量電壓表的內(nèi)阻步驟：(1)先將R調(diào)到最左端，閉合 Si和S2,調(diào)節(jié)R使電壓表滿偏；(2)使R不變，斷開S2調(diào)節(jié)R/使電壓表指到滿刻度的一半；圖3(3)此時電阻箱 R/的讀數(shù)即為電壓表的內(nèi)阻 Rv .電壓表內(nèi)阻誤差分析：在半偏法測電壓表內(nèi)阻電路中，在斷開S2時，引起總電阻增大，滑動變阻器兩端分得電壓將超過原電壓表的滿偏電壓，調(diào)節(jié) R'使電壓表半偏時，R/上的電壓將比電壓表半偏電壓大，故R/的電

5、阻比電壓表的內(nèi)阻大，所以測得電壓表內(nèi)阻偏大.注：在圖3電路中，R/只能用電阻箱，而不能用滑動變阻器， 其阻值只需比電壓表的電阻大一點就可以了，R 一般使用滑動變阻器，其阻值要求較小，以減小因閉合S2而引起總電壓的變化，從而減小誤差.Rx按圖4連3、用半偏法測未知電阻 Rx的阻值拓展1 :如果已知電流表的內(nèi)阻為Rg ,將一個未知的電阻接，可以測出未知的電阻 Rx的阻值.步驟同圖1;測量結(jié)果為：Rx =R/ - Rg誤差分析如圖3;拓展2：如果已知電流表的內(nèi)阻為 Rg ,將一個未知的電阻 Rx按圖5連接，可以測出未知的電阻Rx的阻值.步驟同圖2;測量結(jié)果為：Rx =R/ - Rg誤差分析如圖2題例

6、分析：G （表頭），滿偏電流為50 A,內(nèi)阻約為800例1 （04天津理綜）現(xiàn)有一塊 59C2型的小量程電流表850,把它改裝成1mA、10mA的兩量程電流表.可供選擇的器材有：滑動變阻器Ri,最大阻值20；滑動變阻器R2,最大阻值100k電阻箱R ,最大阻值9999定值電阻R,阻值1k ；電動勢4.5V ;（所有電池內(nèi)阻均不計）電池E1,電動勢；電池 E2 ,電動勢3.0V ；電池E3,標(biāo)準(zhǔn)電流表A,滿偏電流1.5mA；單刀單擲開關(guān) S和S2,單刀雙擲開關(guān) S3,電阻絲及導(dǎo)線若干.;選用的電池采用如圖6所示電路測量表頭的內(nèi)阻，為提高測量精確度，選用的滑動變阻器為 為.解析：根據(jù)半偏法的實驗原

7、理，提高測量精確度，按圖 6電路，就要求 R>> R/ ,以減小因閉合 S2而引起總電流的變化，從而減小誤差.因此題中已知的器材滑動變阻器選R2 （或最大阻值100k ）.電流表的滿偏電流為50 A,滑動變阻器的最大阻值 100k ，可知其需要的電壓為 50 AX100k =5V ,故選電動勢的E3 .同型題:1 （05年江蘇）將滿偏電流Ig=300隱、內(nèi)阻未知的電流表 G彈裝成電壓表并進行核對.（1）利用如圖7所示的電路測量電流表 頸內(nèi)阻（圖中電源的電動勢，、人、4一,，“、一、人圖7E=4V ）:先閉合Si,調(diào)節(jié)R,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度；再閉合S2,保持R不變，調(diào)節(jié)R

8、9;,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的 2 ,讀出此時R'的阻值為200 Q,則電流表內(nèi)阻的測量3值 Rg=Q .（2）將該表改裝成量程為 3V的電壓表，需 （填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）阻值為Ro= 的電阻.答案：（1） 100（2）串聯(lián) 9900例2 （88年全國高考）如圖8所示是測定電流表內(nèi)電阻實驗的電路圖，電流表的內(nèi)電阻約在 100 左右， 滿偏電流為500 A,用電池作電源.某學(xué)生進行的實驗步驟如下：先將R的阻值調(diào)節(jié)到最大，合上 K1,調(diào)節(jié)R的阻值，使電流表的指針偏到 滿刻度.合上K2,調(diào)節(jié)R'租的阻值，使電流表的指針偏到滿刻度的一半.記下R'的阻值.指出上述實驗步驟中有

9、什么錯誤.答：解析：只調(diào)節(jié)R',不能調(diào)節(jié)R同型題測定電流表內(nèi)電阻的實驗中備用的器件有B、標(biāo)準(zhǔn)伏特表（量程05V）,D、電阻箱（阻值范圍09999 Q）F、電源（電動勢6V,有內(nèi)阻），A、電流表（量程0100網(wǎng)，C、電阻箱（阻值范圍0999 Q）,E、電源（電動勢2V,有內(nèi)阻）,G、滑動變阻器(阻值范圍050 ，額定電流，還有若干電鍵和導(dǎo)線.(1)、如果采用圖9所示的電路測定電流表 A的內(nèi)電阻并且要想得到較高的精確度，那末從以上備用的器件中可變電阻R1應(yīng)選用，可變電阻R2應(yīng)選用，電源 應(yīng)選用.(用字母代號填寫)(2)、如果實驗時要進行的步驟有 ：A、合上K1; B、合上K2；C、觀察R1的阻值是否最大，如果不是，將R1的阻值調(diào)至最大;D、調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度；E、調(diào)節(jié)R2的阻值 使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半；F、記下R2的阻值.把以上步驟的字母代號按實驗的合理順序填寫在下面橫線上空白處：;.(3)、如果在步驟F中所得R2的阻值為600歐姆，則圖9中電流表的內(nèi)電阻 R。的測量值為歐姆.g(4)、如果要將第(1)小題中的電流表A改裝成量程為05V的伏特表，則改裝的方法是跟電流表 聯(lián)-個阻值為 歐姆的電阻.(5)、圖10所示器件中，一部分是將電流表改裝為伏特表所需的，其余是為了