高中物理半偏法详解及高中物理笔记(人教版){最新_最全}.doc

PAGE 5 半偏法是一种用于测量电表内阻的方法，常见的有“电流半偏法”和“电压半偏法”，下面对这两种方法分别进行研究。??????? 1.电流半偏法及其误差分析??????? 1.1实验目的；电流半偏法用于测量电阻较小的电表的内阻。??????? 1.1测量方法；如图所示，??????? 电流计G其内阻Rg待测，??????? 所用仪器有电源E。滑动变阻器R（采用限流式）。电阻箱R`（与电流计并联）。两个开关（S1串联在干路。S2与电阻箱串联）。 ??????? 具体的实验过程；首先断开开关S1和S2，把滑动变阻器的滑片滑到R得最右端，然后闭合开关S1，向右移动滑片，使电流计G的指针刚好达到满偏，再闭合开关S2，接着缓慢调节电阻箱的阻值，使电流计的指针恰好指到一半刻度处，即半偏位置，这时“读出”电阻箱的阻值就是待测电流计内阻的测量值。??????? 1.3器材选取；① R~必须用电阻箱，电阻箱的选择，只要它能调出与电流表内阻相当的电阻即可；② R可以用滑动变阻器，也可以用大阻值的电阻箱。当电阻箱接入时，维持总电流几乎不变是至关重要的，因为这时才可以说两条支路上各有一半电流。为此：R的实际阻值应远大于电流表的内阻（R＞100Rg），才能做到总电流几乎不变。即R＞＞Rg③因： ，在实验中，Ig、Rg都是一定的，为保证R＞100 Rg，因此电源电动势应越大越好。??????? 1.4误差分析；要求电阻箱的并入，使干路电流变化不大，这种电路只适合于测量小内阻的电流表，同时电阻箱的电阻也较小。??????? 事实上，无论怎样，电阻箱的并入，使得干路电路略微变大，不再是原来的干路电流，而电流表半偏的时候流过的电流是原来干路电流的一半，这样流过电阻箱的电流就要比半偏值稍大一点，根据并联分流原理，电阻箱的阻值要比电流表的内阻稍小一点，因此测量值小于真实值。??????? 例题 2007年全国卷Ⅱ22。（2）有一电流表A，量程为1mA，内阻rg约为100Ω。要求测量其内阻。可选用的器材有：电阻箱R0，最大阻值为99999。9Ω；滑动变阻器甲，最大阻值为10kΩ；滑动变阻器乙，最大阻值为2kΩ；电源E1，电动势约为2V，内阻不计；电源E2，电动势约为6V，内阻不计；开关2个，导线若干。??????? 采用的测量电路图如图所示，实验步骤如下：a.断开S1和S2，将R调到最大；b.合上S1，调节R使A满偏；c.合上S2，调节R1使A半偏，此时可认为的A的内阻rg＝R1。试问： ?? （ⅰ）在上述可供选择的器材中，可变电阻R1应该选①；为了使测量尽量精确，可变电阻R应该选择②；电源E应该选择③。　　??????? （ⅱ）认为内阻rg＝R1，此结果与的rg真实值相比④。（填“偏大”、“偏小”、“相等”）??????? 【答案】（ⅰ）R0　滑动变阻器甲；　 E2　（ⅱ）偏小。??????? 【分析】（ⅰ）根据半偏法的测量原理，R1必须选R0；由于电流表的满偏电流很小，要求R1的阻值很大，故R应选滑动变阻器甲，电源选择E2，误差较小。???????? （ⅱ）根据闭合电路的欧姆定律及电路特点可得：??????? 合上S1，调节R使○A满偏：　　Ig＝???????? 合上S2，调节R1使○A半偏（电路中的总电流）：I＝???????? 故：I＞Ig。??????? 所以，通过电阻箱的电流IR1：IR1＞Ig??????? 用U表示电阻箱两端电压，则R1＝??????? 即：rg＞R1??????? 故：认为内阻rg＝R1，此结果与○A的rg真实值相比偏小。??????? 2.电压半偏法及其误差分析??????? 2.1实验目的；电压半偏法用于测量电阻较大的电表的内阻。??????? 2.2测量方法：如图所示，??????? 电压表V，其内阻RV待测，所用仪器有电源E、滑动变阻器R（采用分压式）、电阻箱R0（电压表串联）开关S。??????????????? 具体的实验过程是这样的：??????? 首先把滑动变阻器的滑片滑到R的最左端，调节电阻箱的阻值使之为零，接着闭合开关S，然后向右移动滑片，使电压表V的指针刚好达到满偏，再将电阻箱的阻值逐渐变大，使电压表的指针恰好指到满刻度的一半处，即半偏位置。这时“读出”电阻箱的阻值就是电压表内阻的测量值。??????? 2.3器材选取；① R0必须是电阻箱，且电阻箱的阻值应比较大，与电压表的内阻相当的电阻箱。②R为阻值较小的滑动变阻器（小控大，用小电阻分压调节相当于粗调节，调节电压范围大，而用大的滑动变阻器则相反），即R＜＜R0。??????? 2.4误差分析；要求电阻箱的串入，使分压电路部分的电压变化不大，这种电路只适合于测量大内阻的电压表，