实验五 半偏法测电阻

实验五：半偏法测电阻

一、实验电路图：

二、实验基本步骤：

1.闭合开关S2，调节滑动变阻器的滑片，使电流表达到满偏；

2.保持滑动变阻器的位置不变，闭合开关S1，调节电阻箱，使得电流表达到半偏。

3.可以认为电阻箱的读数就是电流表G的内阻。

基本原理：粗略的认为流过R1的电流与流过电流表的电流各占一半。所以电阻相等。

三、误差分析：

由于闭合开关S1后，整个电路的电阻变小，总电流变大，因此，总电流已经比原来的满偏电流大了，流过电流表的电流半偏，因此，流过R1的实际电流比满偏电流一半要大，所以R1的电阻要小于G的电阻，因此，G的测量值小于G的真实值。

四、考察层次：

层次1：考察实验电路图

层次2：考察实验基本步骤

层次3：实验误差分析

五、高考题特点

1.误差分析：测电压表内阻，测量值大于真实值。

2.实验仪器的选取：滑动变阻器的选择，电源的选取。

【典型例题剖析】

★★[例1]在电流表扩大量程的实验中，要将量程为200μA的电流表G改装成量程为0.2A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．

①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0～10Ω）

B．滑动变阻器（阻值范围0～1500Ω）

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）A

【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】

②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=___________．R2

【原理】

★★[例2]现有一量程为3V的电压表，内阻约为3kΩ．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9999Ω的电阻箱，R2是最大阻值为20Ω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

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点评：此题与2015新课标II卷的的题目非常相似。

★★★[例3]3.在“把电流表改装为电压表”的实验中，测电流表G 的内阻时备有下列器材：A．待测电流表（量程lmA ，内阻约几十欧）

B．滑动变阻器（阻值范围0—100?)

C．滑动变阻器（阻值范围0—20k?)

D．电阻箱（0—999.9?)

E．电阻箱（0—9999?)

F．电源（电动势2V，有内阻）

G．电源（电动势9V，有内阻）

H．开关．导线

①若采用如图所示电路测定电流表G的内阻，并要求有较高的精确度，以上器材中，R1应选用___________, R2应选用____________，电源应选用___________（用器材前的英文字母表示）。

②实验要进行的步骤有：

A．合上开关S1

B．合上开关S2

C．将R1的阻值调到最大

D．调节R1的阻值，使电流表指针满偏

E．调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度一半处

F．记下R2的阻值并.断开S1

G．按如图所示连接好实验电路

以上步骤，合理的顺序是________________（用步骤前的英文字母表示）。

【在半偏法测电流时如何选仪器！】

答案：(1)C D G (2) GCADBEF

点评：此题选择仪器的方法与2010北京相似。需要选择电源。

【高考题赏析】

1.★★【2014 安徽】某同学为了测量一个量程为3V的电压表的内阻,进行了如下实验。

(2)为了更准确地测量该电压表的内阻R V,该同学设计了图乙所示的电路图,实验步骤如下:

A.断开开关S,按图乙连接好电路;

B.把滑动变阻器R的滑片P滑到b端;

C.将电阻箱R0的阻值调到零;

D.闭合开关S;

E.移动滑动变阻器R的滑片P的位置,使电压表的指针指到3V的位置;

F.保持滑动变阻器R的滑片P位置不变,调节电阻箱R0的阻值使电压表指针指到1.5V位置,读出此时电阻箱R0的阻值,此值即为电压表内阻R V的测量值;

G.断开开关S。

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2 000Ω

c.滑动变阻器:最大阻值10Ω

d.电阻箱:最大阻值9 999.9Ω,阻值最小改变量为0.1Ω

e.电阻箱:最大阻值999.9Ω,阻值最小改变量为0.1Ω

f.电池组:电动势约6 V,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:

①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(选填“b”或“c”),电阻箱中选用(选填“d”或“e”)。

②电压表内阻的测量值R 测和真实值R 真相比,R 测 R 真(选填“>”或“<”);若R V 越大,则真真测｜

R R R -|越 (选填“大”或“小”)。

【解析】(1)电压表的示数即为等效电路的外电压,由表盘读数可知,现在的欧姆表用的是“×100”挡,故现在的多用表内阻为1500Ω,由闭合电路欧姆定律可得U=IR=R=1.0V 。

(2)①滑动变阻器选用分压式接法,为了便于调节,滑动变阻器应该选用阻值较小的c;电压表半偏时,所串联的电阻箱的阻值约为3 000Ω,故电阻箱应选用d 。

②根据闭合电路欧姆定律可知,随着电阻箱阻值变大,电源的外电压随之变大,当电阻箱调至电压表半偏时,此时电压表与电阻箱两端的总电压比电阻箱阻值为零时要大,故此时电阻箱的实际分压是大于电压表的示数的,故R 测>R 真。

R V 越大,外电阻越大,干路电流越小,外电阻变化时,外电压的变化量越小,故R 测误差越小,从而真真测｜

R R R -|越小。

答案:(1)1.0 (2)①c d ②> 小

【误区警示】本题中电压表半偏时,电阻箱的电压与电压表电压大小关系不清楚,导致答案错误。

2.★★★【2015 新课标II 】电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍。某同学利用这一事实测量电压表的内阻(半偏法),实验室提供的器材如下：

待测电压表(量程3 V,内阻约为3 000Ω),电阻箱R 0(最大阻值为99 999.9Ω),滑动变阻器R 1(最大阻值100Ω,额定电流2 A),电源E(电动势6 V,内阻不计),开关2个,导线若干。

(1)虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分,将电路图补充完整。

(2)根据设计的电路,写出实验步骤：________________________________

。

(3)将这种方法测出的电压表内阻记为V R ',与电压表内阻的真实值R V 相比,