1 限流半偏法
(1)實(shí)驗(yàn)原理如圖1所示,其中R為電位器(或滑動變阻器),R′為電阻箱,G為待測電表。
(2)實(shí)驗(yàn)操作順序
①按原理圖連結(jié)好電路,斷開S1、S1,將R阻值調(diào)到最大;
②合上S1,調(diào)節(jié)R,使電表G達(dá)到滿偏;
③保持R阻值不變,再合上S2,調(diào)節(jié)R′,使G達(dá)到半偏;
④斷開S1,記下R′的阻值;
⑤在R≥R′時,Rg=R′。
(3)誤差分析
本實(shí)驗(yàn)是在RR′的情況下,并入R′后,對總電阻影響很小,即認(rèn)為干路電流仍等于Ig時,近似認(rèn)為Rg=R′。但實(shí)際上并入R′后,總電阻減小,干路電流I>Ig,通過R′的電流IR'>Ig/2,因此,Rg>R′。所以測量值比真實(shí)值偏小,而且Rg越小,測量誤差越小。
2 分壓半偏法
(1)實(shí)驗(yàn)原理如圖2所示,其中R為滑動變阻器,R′為電阻箱,V為待測電表。
(2)實(shí)驗(yàn)操作順序
①連結(jié)電路,斷開S,并將滑片置于最右端,調(diào)節(jié)R′=0;
②合上S,調(diào)節(jié)滑動變阻器R,使電表達(dá)到滿偏;
③保持滑片位置不動,調(diào)節(jié)電阻箱R′的阻值,使電表半偏;
④斷開S,記下R′的讀數(shù);
⑤在RR′時,Rv=R′。
(3)誤差分析
本實(shí)驗(yàn)是在RR′的情況下,串入R′后,對回路總電阻影響很小,可以忽略不計(jì),即分壓部分的電壓保持不變,所以當(dāng)電表半偏時,認(rèn)為:Rv=R′。實(shí)際上串入了R′之后,并聯(lián)部分的電阻增大,分得的電壓增加了,R′兩端的電壓UR′Ug/2,因此,R′>Rv。所以測量值大于真實(shí)值,而且Rv越大,測量誤差越小。
綜上所述,用半偏法測電表內(nèi)阻時,一般需要一個滑動變阻器和電阻箱,而且滑動變阻器的電阻與待測電阻懸殊較大。當(dāng)待測電阻阻值遠(yuǎn)大于滑動變阻器的總電阻時,用分壓半偏法,測量值偏大;當(dāng)待測電阻遠(yuǎn)小于滑動變阻器的總電阻時,用限流半偏法,測量值偏小。簡記為“大大小小”(即測大電阻,用分壓半偏,測量值偏大;測小電阻,用限流半偏,測量值偏?。?。
例 現(xiàn)要測定一只量程為1V,內(nèi)阻Rv約900Ω的電壓表內(nèi)阻,可供選擇的器材有:
A、待測電壓表;B、滑動變阻器(最大阻值1000Ω,額定電流1A);C、滑動變阻器(最大阻值10Ω,額定電流1A);D、電阻箱(最大阻值999.9Ω);E、電阻箱(最大阻值99.9Ω);F、電池組(電動勢為3V,內(nèi)阻約1Ω);另外還有導(dǎo)線和開關(guān)若干。
(1)為了用半偏法較準(zhǔn)確測量該電壓表的內(nèi)阻,應(yīng)選圖3甲、乙兩種電路中的____電路。
(2)除了電池組、導(dǎo)線、開關(guān)和待測電壓表外,還需要從提供的器材中選用。
(3)用上述方法測出的電壓表內(nèi)阻的測量值Rv____(填“大于”、“等于”或“小于”)電壓表內(nèi)阻的真實(shí)值。
簡析 用半偏法測電阻時,應(yīng)選用與待測電阻阻值懸殊較大的滑動變阻器,因此,滑動變阻器應(yīng)選用C,又由于待測電阻RV遠(yuǎn)大于滑動變阻器的阻值,所以,應(yīng)選用分壓半偏,即圖(乙);當(dāng)然測量值大于真實(shí)值;電阻箱應(yīng)選D。
(欄目編輯黃懋恩)
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