详情如下:
1、采用半偏置法测量电流表内阻rg,电路如图14-1所示。
(1)先打开S2,关闭S1,调节R使电流表满
(2)将电阻盒R'的阻值调至最小,关闭S2。 此时,电G的指示很小。 调节R′,使电流表指针正好指向满刻度的一半,即达到半偏压。
(3)记下电阻箱R′的阻值,即电流表中电阻rg的阻值。
当R远大于R/时,可以认为rg=R/。 (当R远大于R/时,调整R/基本上不会改变电路R/的电流,也是全偏置电流的一半,且两支路的电阻相等)。 事实上,S闭合后,总电阻略有下降,总电流略有增加。 当电流表半偏置时,/到R/很小。 其中R不需要读,可以使用滑动变阻器(要求阻值很大,实验室一般的滑动变阻器无法满足要求)或者使用电阻箱。 需要读取R',因此必须使用电阻箱。
2、将电流表转换为电压表:根据rg、Ig和扩展的量程电流表改装成电压表,计算出需要与电流表串联的电阻R1的值。
(1)根据上述实验结果,计算出电流表的满偏置电压Ug=Igrg。 为了将其量程扩展至U,其量程扩展的倍数为n=U/Ug,因此应串联的分压电阻为R=(n-1)rg。
(2)将电流表与电阻箱串联,使电阻箱的电阻值为R=(n-1)rg,就组成了量程为U的电压表。
(3)查出修改后的表盘读数:首先查出表盘上每一格代表多少伏特。 电流表原量程为300微安,最大量程标注“30”。 表盘上“0-30”之间有15个刻度。 换算成2伏电压表后,每格应代表2/15伏。 如果指针指向 110 微安刻度,则实际电压为 2 × (110/300) = 0.73 伏。 如果指针偏转 3 格,则实际电压为 (2/15) × 3 = 0.40 伏。
3.改造电压表的校准
(1) 按照图 14-2 连接校准电路。 滑动变阻器R1采用分压方式。 开始时,其滑块放置在分压最小的位置。 电源采用2节干电池。 虚线框为修改后的电压表,V为标准电压表。
(2)合上开关,调整滑动变阻器的滑块,使标准电压表的读数为0.5伏、1.0伏、1.5伏、2.0伏。 记下下表中修改后的电压表的值。 相应的阅读。
(3) 按下列公式计算修改后的电压表的百分比误差:即为校准表相应的读数值。
4.数据记录和处理:详细信息参见“实验程序”部分。
(1)测量数据的图像处理方法;
(2)实验误差分析(测量值与真值的关系);
6、注意事项:
(1)测量内阻时,在合上开关前,将滑动变阻器的阻值置于主路上最大点。
(2)测量内阻时电流表改装成电压表,干线上滑动变阻器的阻值远大于支线上电阻箱的阻值。