**半偏法是指通过调节可变电阻来改变部分电路的电阻,并测量该电阻的半偏电流,根据串联电路的电阻规律推导得出待测电阻**。
具体来说,半偏法是用来测小电阻的一种方法。常见的有两种情况:第一种是左边一个开关接一个电压表,右边一个滑动变阻器接一个已知电阻值的定值电阻,待测小电阻也在定值电阻两端,先闭合左边开关,电压表读数就是总电压,再移动右边滑动变阻器,使电压表读数减半,此时右边滑动变阻器接入电路的电阻就是待测小电阻的值;第二种是左边两个开关分别同时控制电压表和电流表,右边只有一个滑动变阻器,通过移动滑动变阻器,使得电流表读数发生变化的同时电压表读数减小,此时电压表测量的是小电阻和电流表内阻的电压,所以需要再移动滑动变阻器使得电压表读数接近电源电压(即半偏),此时电流表读数就是小电阻的值。
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【考题】
实验室中有一可调电阻R,需要测量该电阻的阻值。请设计一个用半偏法测量该电阻阻值的实验方案,并回答下列问题:
1. 实验电路图:
(请画出实验电路图)
2. 实验步骤:
(1)按照电路图连接电路,并将滑动变阻器滑片调至最左端,闭合开关S1、S2,调节滑动变阻器,使电流表达到满刻度I;
(2)断开开关S2,调节R′,使电流表达到半偏值I/2;
(3)记下此时滑动变阻器接入电路的阻值R′;
(4)多次改变滑动变阻器滑片的位置,重复步骤(2)、(3),记录下多组数据。
3. 实验数据处理:
根据实验数据,利用公式R=R′×(I/I/2)−R′计算出电阻值。其中R为待测电阻阻值,R′为滑动变阻器接入电路的阻值。
【分析】
本题考查半偏法测电阻的实验方案及数据处理方法。通过实验电路图和实验步骤,可以明确实验原理和方法;根据实验数据,利用公式R=R′×(I/I/2)−R′进行数据处理,可以得出待测电阻的阻值。
【参考答案】
根据实验电路图和实验步骤,可以得出半偏法测电阻的原理和方法:通过调节滑动变阻器,使电流表达到满刻度I和半偏值I/2,分别记录下此时滑动变阻器接入电路的阻值R′和待测电阻的阻值Rx。根据实验数据,利用公式R=R′×(I/I/2)−R′进行数据处理,即可得出待测电阻的阻值Rx。因此,本题答案为:半偏法测电阻的实验电路图和数据处理方法。