**半偏法是指通過調節可變電阻來改變部分電路的電阻,并測量該電阻的半偏電流,根據串聯電路的電阻規律推導得出待測電阻**。
具體來說,半偏法是用來測小電阻的一種方法。常見的有兩種情況:第一種是左邊一個開關接一個電壓表,右邊一個滑動變阻器接一個已知電阻值的定值電阻,待測小電阻也在定值電阻兩端,先閉合左邊開關,電壓表讀數就是總電壓,再移動右邊滑動變阻器,使電壓表讀數減半,此時右邊滑動變阻器接入電路的電阻就是待測小電阻的值;第二種是左邊兩個開關分別同時控制電壓表和電流表,右邊只有一個滑動變阻器,通過移動滑動變阻器,使得電流表讀數發生變化的同時電壓表讀數減小,此時電壓表測量的是小電阻和電流表內阻的電壓,所以需要再移動滑動變阻器使得電壓表讀數接近電源電壓(即半偏),此時電流表讀數就是小電阻的值。
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【考題】
實驗室中有一可調電阻R,需要測量該電阻的阻值。請設計一個用半偏法測量該電阻阻值的實驗方案,并回答下列問題:
1. 實驗電路圖:
(請畫出實驗電路圖)
2. 實驗步驟:
(1)按照電路圖連接電路,并將滑動變阻器滑片調至最左端,閉合開關S1、S2,調節滑動變阻器,使電流表達到滿刻度I;
(2)斷開開關S2,調節R′,使電流表達到半偏值I/2;
(3)記下此時滑動變阻器接入電路的阻值R′;
(4)多次改變滑動變阻器滑片的位置,重復步驟(2)、(3),記錄下多組數據。
3. 實驗數據處理:
根據實驗數據,利用公式R=R′×(I/I/2)?R′計算出電阻值。其中R為待測電阻阻值,R′為滑動變阻器接入電路的阻值。
【分析】
本題考查半偏法測電阻的實驗方案及數據處理方法。通過實驗電路圖和實驗步驟,可以明確實驗原理和方法;根據實驗數據,利用公式R=R′×(I/I/2)?R′進行數據處理,可以得出待測電阻的阻值。
【參考答案】
根據實驗電路圖和實驗步驟,可以得出半偏法測電阻的原理和方法:通過調節滑動變阻器,使電流表達到滿刻度I和半偏值I/2,分別記錄下此時滑動變阻器接入電路的阻值R′和待測電阻的阻值Rx。根據實驗數據,利用公式R=R′×(I/I/2)?R′進行數據處理,即可得出待測電阻的阻值Rx。因此,本題答案為:半偏法測電阻的實驗電路圖和數據處理方法。