串联半偏法” 测电流表内阻的若干问题

现行高中物理教材中再次把小量程的电流表改装为电压表列人学生分组必做实验而此实验的基础则必须先测出电流表的内阻测量电流表内阻的方法很多除了课本上介绍的并联半偏法外还有串联半、偏法替代法、满偏电压法等。本文仅讨论串联半偏法原理设计方面的系统误差及本实验的改进问题。

1、串联半偏法测电流表内阻设计原理的系统误差

如图1所示是串联半偏法测电流表内阻实验的原理图.其中R₁是滑动变阻器,与直流电源E、开关s组成了分压电路.R₂是总阻值等于或略大于被测电流表内阻Rg的电阻箱.实验时先将R₁的滑动触头P移至最左端,使分压器的输出电压为零,将电阻箱R₂的阻值调至零,然后闭合s,向右移动P,使电流表指针偏转到满刻度I_g,然后保持P的位置不变,再调节电阻箱R₂的阻值,使电流表指针半偏,从电阻箱上读出相应阻值R₂,将R₂作为电流表内阻的测量值R_g≈R₂.

本实验原理设计上是存在系统误差的,简述如下:设分压器上aP间的电阻为R_a, bP间的电阻为R_b, R_a+R_b=R₁=定值,为简便计,可设电源内阻r=0(也可将r归并到R_b之中).将R₂调至零,移动P使电流表指满偏,电阻R_a中的电流
I_a=I_gR_g/R_a （1）
式中R_g为待测电流表内阻的真实值.R_b中的电流

然后保持P的位置不变,即保持R_a、R_b不变,调节R₂使电流表指针半偏,即通过电流表的电流为I_g/2,仿前讨论必有

但电阻箱R₂承担的电压却大于U_g/2.为此可在图1所示电路的基础上再并联一个监测电压表v(图2).实验时先使R₂=0,调节滑动触头P使电流表指针满偏,并记下监测电压表的读数Uo.然后交蓉调节R₂和滑动触头P的位置,既使电流表指针半偏,又要保证监测电压表示数等于Uo.这样:

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