【標題】
半偏壓法測電阻:萬用表有它神奇的一面,就是當它接上電路后,能顯示出它自己的讀數半偏法測電流表內阻原理,所以我們可以利用它自身讀數的變化(如半偏壓)巧妙地測量它的內部電阻。半偏壓法常用于測量萬用表的內部電阻。
【問題一】
有一只量程為1mA的電流表,內阻rg約為100Ω。你需要測量它的內阻。可用的設備有:
A、電阻箱R0:最大阻值99999.9Ω;
B、滑動變阻器1:最大阻值為10kΩ;
C、滑動變阻器2:最大阻值為2kΩ;
D.電源E1:電動勢約為2V,內阻可忽略不計;
E、電源E2:電動勢約6V,內阻可忽略不計;
F. 2 個開關和幾根電線。
所用測量電路圖如圖所示,實驗步驟如下:
a.斷開S1、S2,并將R調至最大;
b.閉合S1,調整R,使電流表完全偏轉;
c.閉合S2,調節R1,使電流表半偏,此時電流表內阻rg=R1。
問題:
(1)在上述可選設備中,應選擇可變電阻器R1;為了使測量盡可能準確,
應選擇可變電阻器R;應選擇電源E。
(2)假設內阻rg=R1,將此結果與真實值進行比較。(填入“大于”、“小于”或“等于”)
【分析】
答案:(1)A;B;E(2)略小
分析:半偏壓法測量電流表內阻的原理
閉合開關S1后英語作文,主電路電流
閉合開關S2后,設電阻箱與電流表并聯的總電阻為R,則主電路電流
,由串并聯規律可知:R、Ig。
如果我們選擇的滑動變阻器R遠大于電流表內阻rg,則可假設閉合S2后,I≈Ig,調節R1使電流表呈半偏狀態,兩支路電流IA≈IA≈0.5Ig,此時可假設電流表內阻rg=R1。
但實際上,閉合S2后,主電流I略大于Ig,調節R1使電流表出現半偏,即IA=0.5Ig,而另一支路電流I1略大于0.5Ig,因此實際上rg>R1,測得的數值偏小。
為了減小誤差,應選擇盡可能大的滑動電阻R。
我們知道,在不超出范圍的前提下,應盡量選擇電動勢較大的電源。
【問題2】
圖中為半偏壓法測量電壓表內阻的電路圖,所用儀器如下:
A.待測電壓表(3V半偏法測電流表內阻原理,內阻約1500Ω)
B.電源E(4V,2A,內阻極低)
C.電阻箱(0~999.9Ω)
D.電阻箱(0~9999.9Ω)
E.滑動變阻器(0~20Ω,3A)
F.滑動變阻器(0~2 000Ω,2A)
G. 兩個開關和幾根電線
(1)完成以下實驗步驟:
a.閉合開關K2,并將變阻器滑塊調節至 ,然后閉合開關K1;
b.調節滑動變阻器,使電壓表完全偏轉;
c.使電壓表指針指向中間刻度(半偏),電阻箱讀數為R,則電壓表內阻的測量值為。將測量值與真值進行比較(選擇
填寫“稍大”、“稍小”或“等于”)。
(2)為保證測量精度,應選用電阻箱;選用滑動變阻器。(填寫代碼)
【分析】
回答:
(1)a.最左端;c.斷開開關K2;調整電阻箱阻值;R;太大 (2)DE
分析:
半偏壓法測量電壓表內阻的原理:
題目中的電路圖是一個分壓電路,在這個混合電路中,滑動變阻器可以看作是兩個部分,Rleft和。Rleft與電壓表并聯,其總電阻設為。與串聯,起到分壓的作用。當忽略電源內阻時,+=E。
閉合開關K2,再閉合開關K1,調節滑動變阻器,使電壓表剛好完全偏轉,U=Ug;
斷開開關K2后,電阻箱接通電路,電壓表所在支路的阻值增大,若滑塊位置不變,由串并聯關系可知,(電壓表與電阻箱電壓之和)變大,即>Ug。調整電阻箱阻值,使電壓表呈半偏壓,電壓表電壓U=0.5Ug,電阻箱兩端電壓U電阻箱大于0.5Ug,所以電阻箱阻值R大于電壓表內阻RV。
如果我們選擇的滑動變阻器的阻值特別小,使得R比大很多,那么斷開開關K2后,可以認為R幾乎不發生變化,即U≈Ug。此時可以認為U≈U≈0.5U,電壓表內阻RV≈R。
但實際上電阻箱阻值R略大于電壓表內阻RV,因此測量值偏大。
【分析】
問題一采用“半偏流法”測量電流表內阻,由于電流表內阻較小,所以采用限流電路,為了減小誤差,電路中選用較大的滑動電阻。
問題2采用“半偏壓法”測量電壓表內阻,由于電壓表內阻較大,所以采用分壓電路,為了減小誤差,電路中選用較小的滑動電阻。
審稿人:張春麗、史亞普