串聯半偏法” 測電流表內阻的若干問題
現行高中物理教材中再次把小量程 的 電流表 改裝為電壓表列人學生分組 必做實驗而此實驗 的基礎則必須先測 出電流表 的 內阻測 量 電流表 內阻 的方法很多除 了課本 上介紹 的并聯半偏法外還有串聯半、偏法替代法、滿偏電壓法等。本文僅討論串聯半偏法原理設計方面的系統誤差及本實驗的改進問題。
現行高中物理教材中再次把小量程 的 電流表 改裝為電壓表列人學生分組 必做實驗而此實驗 的基礎則必須先測 出電流表 的 內阻測 量 電流表 內阻 的方法很多除 了課本 上介紹 的并聯半偏法外還有串聯半、偏法替代法、滿偏電壓法等。本文僅討論串聯半偏法原理設計方面的系統誤差及本實驗的改進問題。
1、串聯半偏法測電流表內阻設計原理的系統誤差
如圖1所示是串聯半偏法測電流表內阻實驗的原理圖.其中R1是滑動變阻器,與直流電源E、開關s組成了分壓電路.R2是總阻值等于或略大于被測電流表內阻Rg的電阻箱.實驗時先將R1的滑動觸頭P移至最左端,使分壓器的輸出電壓為零,將電阻箱R2的阻值調至零,然后閉合s,向右移動P,使電流表指針偏轉到滿刻度Ig,然后保持P的位置不變,再調節電阻箱R2的阻值,使電流表指針半偏,從電阻箱上讀出相應阻值R2,將R2作為電流表內阻的測量值Rg≈R2.
本實驗原理設計上是存在系統誤差的,簡述如下:設分壓器上aP間的電阻為Ra, bP間的電阻為Rb, Ra+Rb=R1=定值,為簡便計,可設電源內阻r=0(也可將r歸并到Rb之中).將R2調至零,移動P使電流表指滿偏,電阻Ra中的電流
Ia=IgRg/Ra （1）
式中Rg為待測電流表內阻的真實值.Rb中的電流
然后保持P的位置不變,即保持Ra、Rb不變,調節R2使電流表指針半偏,即通過電流表的電流為Ig/2,仿前討論必有
本實驗原理設計上是存在系統誤差的,簡述如下:設分壓器上aP間的電阻為Ra, bP間的電阻為Rb, Ra+Rb=R1=定值,為簡便計,可設電源內阻r=0(也可將r歸并到Rb之中).將R2調至零,移動P使電流表指滿偏,電阻Ra中的電流
Ia=IgRg/Ra （1）
式中Rg為待測電流表內阻的真實值.Rb中的電流
然后保持P的位置不變,即保持Ra、Rb不變,調節R2使電流表指針半偏,即通過電流表的電流為Ig/2,仿前討論必有
但電阻箱R2承擔的電壓卻大于Ug/2.為此可在圖1所示電路的基礎上再并聯一個監測電壓表v(圖2).實驗時先使R2=0,調節滑動觸頭P使電流表指針滿偏,并記下監測電壓表的讀數Uo.然后交蓉調節R2和滑動觸頭P的位置,既使電流表指針半偏,又要保證監測電壓表示數等于Uo.這樣:
