【标题】
半偏压法测电阻:万用表有它神奇的一面,就是当它接上电路后,能显示出它自己的读数半偏法测电流表内阻原理,所以我们可以利用它自身读数的变化(如半偏压)巧妙地测量它的内部电阻。半偏压法常用于测量万用表的内部电阻。
【问题一】
有一只量程为1mA的电流表,内阻rg约为100Ω。你需要测量它的内阻。可用的设备有:
A、电阻箱R0:最大阻值99999.9Ω;
B、滑动变阻器1:最大阻值为10kΩ;
C、滑动变阻器2:最大阻值为2kΩ;
D.电源E1:电动势约为2V,内阻可忽略不计;
E、电源E2:电动势约6V,内阻可忽略不计;
F. 2 个开关和几根电线。
所用测量电路图如图所示,实验步骤如下:
a.断开S1、S2,并将R调至最大;
b.闭合S1,调整R,使电流表完全偏转;
c.闭合S2,调节R1,使电流表半偏,此时电流表内阻rg=R1。
问题:
(1)在上述可选设备中,应选择可变电阻器R1;为了使测量尽可能准确,
应选择可变电阻器R;应选择电源E。
(2)假设内阻rg=R1,将此结果与真实值进行比较。(填入“大于”、“小于”或“等于”)
【分析】
答案:(1)A;B;E(2)略小
分析:半偏压法测量电流表内阻的原理
闭合开关S1后英语作文,主电路电流
闭合开关S2后,设电阻箱与电流表并联的总电阻为R,则主电路电流
,由串并联规律可知:R、Ig。
如果我们选择的滑动变阻器R远大于电流表内阻rg,则可假设闭合S2后,I≈Ig,调节R1使电流表呈半偏状态,两支路电流IA≈IA≈0.5Ig,此时可假设电流表内阻rg=R1。
但实际上,闭合S2后,主电流I略大于Ig,调节R1使电流表出现半偏,即IA=0.5Ig,而另一支路电流I1略大于0.5Ig,因此实际上rg>R1,测得的数值偏小。
为了减小误差,应选择尽可能大的滑动电阻R。
我们知道,在不超出范围的前提下,应尽量选择电动势较大的电源。
【问题2】
图中为半偏压法测量电压表内阻的电路图,所用仪器如下:
A.待测电压表(3V半偏法测电流表内阻原理,内阻约1500Ω)
B.电源E(4V,2A,内阻极低)
C.电阻箱(0~999.9Ω)
D.电阻箱(0~9999.9Ω)
E.滑动变阻器(0~20Ω,3A)
F.滑动变阻器(0~2 000Ω,2A)
G. 两个开关和几根电线
(1)完成以下实验步骤:
a.闭合开关K2,并将变阻器滑块调节至 ,然后闭合开关K1;
b.调节滑动变阻器,使电压表完全偏转;
c.使电压表指针指向中间刻度(半偏),电阻箱读数为R,则电压表内阻的测量值为。将测量值与真值进行比较(选择
填写“稍大”、“稍小”或“等于”)。
(2)为保证测量精度,应选用电阻箱;选用滑动变阻器。(填写代码)
【分析】
回答:
(1)a.最左端;c.断开开关K2;调整电阻箱阻值;R;太大 (2)DE
分析:
半偏压法测量电压表内阻的原理:
题目中的电路图是一个分压电路,在这个混合电路中,滑动变阻器可以看作是两个部分,Rleft和。Rleft与电压表并联,其总电阻设为。与串联,起到分压的作用。当忽略电源内阻时,+=E。
闭合开关K2,再闭合开关K1,调节滑动变阻器,使电压表刚好完全偏转,U=Ug;
断开开关K2后,电阻箱接通电路,电压表所在支路的阻值增大,若滑块位置不变,由串并联关系可知,(电压表与电阻箱电压之和)变大,即>Ug。调整电阻箱阻值,使电压表呈半偏压,电压表电压U=0.5Ug,电阻箱两端电压U电阻箱大于0.5Ug,所以电阻箱阻值R大于电压表内阻RV。
如果我们选择的滑动变阻器的阻值特别小,使得R比大很多,那么断开开关K2后,可以认为R几乎不发生变化,即U≈Ug。此时可以认为U≈U≈0.5U,电压表内阻RV≈R。
但实际上电阻箱阻值R略大于电压表内阻RV,因此测量值偏大。
【分析】
问题一采用“半偏流法”测量电流表内阻,由于电流表内阻较小,所以采用限流电路,为了减小误差,电路中选用较大的滑动电阻。
问题2采用“半偏压法”测量电压表内阻,由于电压表内阻较大,所以采用分压电路,为了减小误差,电路中选用较小的滑动电阻。
审稿人:张春丽、史亚普