半偏法及其系統(tǒng)誤差分析

1、半偏法及其系統(tǒng)誤差分析1.電流表半偏法如圖是用半偏法測(cè)電流表內(nèi)阻的電路實(shí)驗(yàn)時(shí)，先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)使電流表指針滿(mǎn)偏然后保持的滑片不動(dòng)，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)，使電流表的指針處于半滿(mǎn)偏狀態(tài)，則電流表的內(nèi)阻=R用如圖1所示的電路測(cè)電流表的內(nèi)阻時(shí)，設(shè)電流表的滿(mǎn)偏電流為，則開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí) 開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，有 由、式，得 測(cè)量值小于真實(shí)值當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值遠(yuǎn)大于電阻箱電阻誤差較小 2電壓表半偏法如圖是用半偏法測(cè)電壓表內(nèi)阻的電路實(shí)驗(yàn)時(shí)，先閉合開(kāi)關(guān)和，調(diào)節(jié)使電壓表指針滿(mǎn)偏然后保持的滑片不動(dòng)（即、不變），斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)，使電壓表的指針半滿(mǎn)偏，則電壓表的內(nèi)阻R用如圖的電路測(cè)電壓表的內(nèi)阻時(shí)，設(shè)電壓表的滿(mǎn)偏電壓為，則開(kāi)關(guān)閉合時(shí)

2、 開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)， 有 由、式，得 ， 的測(cè)量值大于真實(shí)值 1、要測(cè)量?jī)?nèi)阻較大的電壓表的內(nèi)電阻，可采用“電壓半值法”，其實(shí)驗(yàn)電路如圖9所示。其中電源兩端的電壓值大于電壓表的量程， 電阻箱R2的最大阻值大于電壓表的內(nèi)電阻。R2S2S1VR1c a先將滑動(dòng)變阻器R1的滑動(dòng)頭c調(diào)至最左端，將R2的阻值調(diào)至最大，依次閉合S2和S1，調(diào)節(jié)R1使電壓表滿(mǎn)偏，然后斷開(kāi)S2，保持滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭c的位置不變，調(diào)節(jié)R2使電壓表半偏，此時(shí)R2的示數(shù)即可視為電壓表的內(nèi)電阻值。（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，在斷開(kāi)S2調(diào)節(jié)R2的過(guò)程中，a點(diǎn)與滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭c之間的電壓應(yīng) 。（2）實(shí)驗(yàn)室備有如下四個(gè)滑動(dòng)變阻器，它們的最大阻值分別為A1

3、0B1kC10kD100k為減小測(cè)量誤差，本實(shí)驗(yàn)中的滑動(dòng)變阻器R1應(yīng)選擇 。（填序號(hào)）2、（12分）用半偏法測(cè)電流表內(nèi)阻，提供的器材如下：AR1R2SS1干電池(電動(dòng)勢(shì)E約為，內(nèi)阻r約為10)、待測(cè)電流表A(050 A，內(nèi)阻約4k)、電阻箱R1、R2（均為）、電鍵、導(dǎo)線(xiàn)若干。實(shí)驗(yàn)電路如圖，有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作及測(cè)量如下：只閉合S，當(dāng)調(diào)節(jié)R1到時(shí)，電流表A滿(mǎn)偏；再閉合S1，R2調(diào)為時(shí)，電流表A半偏，由此可得 電流表的內(nèi)阻Rg的測(cè)量值為 。半偏法測(cè)量電流表內(nèi)阻時(shí)，要求R1>>Rg（比值R1/Rg越大測(cè) 量誤差越?。?，本實(shí)驗(yàn)中R1雖比Rg大，但兩者之比不是很大，因此導(dǎo)致Rg的測(cè)量誤差較大。具體分

4、析如下：電流表A半偏時(shí)的回路總電阻比全偏時(shí)的回 路總電阻 （填“偏大”或“偏小”），導(dǎo)致這時(shí)的總電流 （選填“變大”或“變小”），半偏時(shí)R2 Rg（填“大于”或“小于”）。為減小Rg的測(cè)量誤差，可以通過(guò)補(bǔ)償回路總電阻的方法，即把半偏時(shí)回路的總電阻的變化補(bǔ)回來(lái)。具體的數(shù)值可以通過(guò)估算得出，實(shí)際操作如下：在中粗測(cè)出Rg后，再把R1先增加到 用第問(wèn)中的有關(guān)條件求得具體數(shù)值，再調(diào)節(jié)R2使電流表 。用這時(shí)R2的值表示Rg的測(cè)量值，如此多次補(bǔ)償即可使誤差盡量得以減小。3、有一電流表，量程為1mA，內(nèi)阻rg約為100。要求測(cè)量其內(nèi)阻?？蛇x用的器材有：電阻箱R0；滑動(dòng)變阻器甲，最大阻值為10k；滑動(dòng)變阻器乙，

5、最大阻值為2k；電源E1，電動(dòng)勢(shì)約為2V，內(nèi)阻不計(jì)；電源E2，電動(dòng)勢(shì)約為6V，內(nèi)阻不計(jì)；開(kāi)關(guān)2個(gè)，導(dǎo)線(xiàn)若干。 采用的測(cè)量電路圖如圖所示，實(shí)驗(yàn)步驟如下：1和S21，調(diào)節(jié)R使2，調(diào)節(jié)R1使半偏，此時(shí)可認(rèn)為的的內(nèi)阻rgR1。試問(wèn)：（）在上述可供選擇的器材中，可變電阻R1應(yīng)該選；為了使測(cè)量盡量精確，可變電阻R應(yīng)該選擇；電源E應(yīng)該選擇。（）認(rèn)為內(nèi)阻rgR1，此結(jié)果與的rg真實(shí)值相比。（填“偏大”、“偏小”、“相等”）1、解:（1）保持基本不變（或保持不變） （2）A（每問(wèn)3分，共6分）2、答：(12分) （每空2分）3770.0 偏小 變大 小于 27975 半偏3、【答案】（）R0滑動(dòng)變阻器甲E2（）偏小【分析】（）根據(jù)半偏法的測(cè)量原理，R1必須選R0；由于電流表的滿(mǎn)偏電流很小，要求R1的阻值很大，故R應(yīng)選滑動(dòng)變阻器甲，電源選擇E2，誤差較小。 （）根據(jù)閉合電路的歐姆定律及電路特點(diǎn)可得：合上S1，調(diào)節(jié)R使?jié)M偏：Ig合上S2，調(diào)節(jié)R1使半偏（