实 验 五 半 偏 法 测 电 阻 精品文档 收集于网络 如有侵权请联系管理员删除 实验五 半偏法测电阻 一 实验电路图 二 实验基本步骤 1 闭合开关 S2 调节滑动变阻器的滑片 使电流表达到满偏 2 保持滑动变阻器的位置不变 闭合开关S1 调节电阻箱 使得电流表达到 半偏 3 可以认为电阻箱的读数就是电流表G的内阻 基本原理 粗略的认为流过R1的电流与流过电流表的电流各占一半 所以电 阻相等 三 误差分析 由于闭合开关 S1后 整个电路的电阻变小 总电流变大 因此 总电流已经 比原来的满偏电流大了 流过电流表的电流半偏 因此 流过R1的实际电流 比满偏电流一半要大 所以R1的电阻要小于 G的电阻 因此 G的测量值小于 G的真实值 四 考察层次 层次 1 考察实验电路图 层次 2 考察实验基本步骤 层次 3 实验误差分析 五 高考题特点 1 误差分析 测电压表内阻 测量值大于真实值 2 实验仪器的选取 滑动变阻器的选择 电源的选取 典型例题剖析 例 1 在电流表扩大量程的实验中 要将量程为 200 A 的电流表 G 改装成量 程为 0 2A 的电流表 需先用如图所示的电路即 半偏法 测出此电流表的内电阻 Rg 精品文档 收集于网络 如有侵权请联系管理员删除 在测量 Rg 的实验中 滑动变阻器有如下的规格供选择 A 滑动变阻器 阻值范围0 10 B 滑动变阻器 阻值范围0 1500 为了便于实验的调节操作 减小误差 滑动变阻器R滑应选用 填入 选用器材的字母代号 A 分压接法选比较小的电阻 与测量电压表内阻的实验误差分析一样 当电阻箱的阻值为R1时 调节滑动变阻器滑动头P的位置 使电流表G 满 偏 保持滑动头 P的位置不动 调整电阻箱接入电路的阻值 当电阻箱的阻值 为 R2时 电流表 G 恰好半偏 则电流表G 的内电阻 Rg R2 原理 例 2 现有一量程为 3V 的电压表 内阻约为3k 为了较准确地测量其内 电阻 在没有电流表的情况下 某同学设计了如图所示的实验电路 按此电路 可以测出电压表的内电阻 其中R1是最大阻值为 9999 的电阻箱 R2是最大 阻值为 20 的滑动变阻器 1 试根据如图所示的电路图 完成如图所示的实物电路的连线 2 根据电路图 按顺序写出本实验的主要操作步骤 点评 此题与 2015新课标 II 卷的的题目非常相似 精品文档 收集于网络 如有侵权请联系管理员删除 例 3 3 在 把电流表改装为电压表 的实验中 测电流表G 的内阻时备有 下列器材 A 待测电流表 量程lmA 内阻约几十欧 B 滑动变阻器 阻值范围0 100 C 滑动变阻器 阻值范围0 20k D 电阻箱 0 999 9 E 电阻箱 0 9999 F 电源 电动势2V 有内阻 G 电源 电动势9V 有内阻 H 开关 导线 若采用如图所示电路测定电流表G 的内阻 并要求有较高的精确度 以上器 材中 R1应选用 R2应选用 电源应选用 用器材前的英文字母表示 实验要进行的步骤有 A 合上开关 S1 B 合上开关 S2 C 将 R1的阻值调到最大 D 调节 R1的阻值 使电流表指针满偏 E 调节 R2的阻值 使电流表指针偏转到满刻度一半处 F 记下 R2的阻值并 断开 S1 G 按如图所示连接好实验电路 以上步骤 合理的顺序是 用步骤前的英文字母表示 在半偏法测电流时如何选仪器 答案 1 C D G 2 GCADBEF 点评 此题选择仪器的方法与2010北京相似 需要选择电源 精品文档 收集于网络 如有侵权请联系管理员删除 高考题赏析 1 2014 安徽 某同学为了测量一个量程为3V 的电压表的内阻 进行了如下实验 2 为了更准确地测量该电压表的内阻RV 该同学设计了图乙所示的电路图 实验步骤如下 A 断开开关S 按图乙连接好电路 B 把滑动变阻器R 的滑片 P滑到 b 端 C 将电阻箱R0的阻值调到零 D 闭合开关S E 移动滑动变阻器R 的滑片 P的位置 使电压表的指针指到3V 的位置 F 保持滑动变阻器R 的滑片 P位置不变 调节电阻箱R0的阻值使电压表指针指到1 5V 位置 读出此时电阻箱R0的阻值 此值即为电压表内阻 RV的测量值 G 断开开关S 实验中可供选择的实验器材有 a 待测电压表 b 滑动变阻器 最大阻值2 000 c 滑动变阻器 最大阻值10 d 电阻箱 最大阻值9 999 9 阻值最小改变量为0 1 e 电阻箱 最大阻值999 9 阻值最小改变量为0 1 f 电池组 电动势约6 V 内阻可忽略 g 开关 导线若干 按照这位同学设计的实验方法 回答下列问题 要使测量更精确 除了选用电池组 导线 开关和待测电压表外 还应从提供的滑动变阻器 中选用 选填 b 或 c 电阻箱中选用 选填 d 或 e 精品文档 收集于网络 如有侵权请联系管理员删除 电压表内阻的测量值R测和真实值R真相比 R测R真 选填 或 R真 RV越大 外电阻越大 干路电流越小 外电阻变化时 外电压的变化量越小 故 R 测误差越小 从而 真 真测 R RR 越小 答案 1 1 0 2 cd 小 误区警示 本题中电压表半偏时 电阻箱的电压与电压表电压大小关系不清楚 导致答案错 误 2 2015 新课标 II 电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍 某同学利用这一事实测量电压表的内阻 半偏法 实验室提供的器材如下 待测电压表 量程 3 V 内阻约为3 000 电阻箱 R0 最大阻值为 99 999 9 滑动变阻器 R1 最大阻值100 额定电流 2 A 电源 E 电动势 6 V 内阻不计 开关 2 个 导线若干 1 虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分 将电路图补充完整 2 根据设计的电路 写出实验步骤 3 将这种方法测出的电压表内阻记为 V R 与电压表内阻的真实值RV相比 V RRV 选填 或 RV 答案 见解析 3 2016 新课标 II 某同学利用图甲所示电路测量量程为2 5 V 的电压表V 的内阻 内阻为数千欧姆 可供选择的器材有 电阻箱R 最大阻值99 999 9 滑动变阻器 R1 最大阻值50 滑动变阻器R2 最大阻值5 k 直流电源E 电动势 3 V 开关 1个 导线若干 实验步骤如下 按电路原理图甲连接线路 将电阻箱阻值调节为0 将滑动变阻器的滑片移到与图甲中最左端所对应的位置 闭合开关S 调节滑动变阻器 使电压表满偏 保持滑动变阻器滑片的位置不变 调节电阻箱阻值 使电压表的示数为2 00 V 记 下电阻箱的阻值 回答下列问题 1 实验中应选择滑动变阻器 填 R1 或 R2 2 根据图甲所示电路将图乙中实物图连线 精品文档 收集于网络 如有侵权请联系管理员删除 3 实验步骤 中记录的电阻箱阻值为630 0 若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压 不变 计算可得电压表的内阻为 结果保留到个位 4 如 果 此 电 压 表 是 由一个表 头 和 电 阻 串联 构 成的 可 推 断 该 表头 的 满刻 度 电 流 为 填正确答案标号 A 100 A B 250 A C 500 A D 1 mA 解析 1 此实验的实验原理类比于半偏法测电表内阻的实验 电压表所在支路的总电 压应该尽量不变化 故滑动变阻器应选最大阻值小的即选R1 3 近似认为电压表所在支路的总电压不变 且流过电压表与电阻箱的电流相等 由串 联分压特点知 2 RV 2 5 2 R 则 RV 4R 2 520 4 因电压表是由一个表头和电阻串联构成 表头允许的最大电流不会因此改变 则由 欧姆定律可知 I满 U 满 RV 2 5 2 520 A 1 mA 答案 1 R1 2 连线如图所示 精品文档 收集于网络 如有侵权请联系管理员删除 3 2 520 4 D 4 2010 北京 甲同学要把一个量程为200 A 的直流电流计 G 改装成 量范围是 0 4V 的直流电压表 1 她按图所示电路 用半偏法测定电流计G 的内电阻 rg 其中电阻 R0约为 1k 为使 rg的测量值尽量准确 在以下器材中 电源E 应选用 电阻 器 R1应选用 电阻器 R2应选用 选填器材前的字母 A 电源 电动势 1 5V B 电源 电动势 6V C 电阻箱 0 999 9 D 滑动变阻器 0 500 E 电位器 一种可变电阻 与滑动变阻器相当 0 5 1k F 电位器 0 51k 2 该同学在开关断开情况下 检查电路连接无误后 将R2的阻值调至最 大 后续的实验操作步骤依次是 最后记录 R1的阻值并整理好器材 请按 合理的实验顺序 选填下列步骤前的字母 A 闭合 S1 B 闭合 S2 C 调节 R2的阻值 使电流计指针偏转到满刻度 精品文档 收集于网络 如有侵权请联系管理员删除 D 调节 R2的阻值 使电流计指针偏转到满刻度的一半 E 调节 R1的阻值 使电流计指针偏转到满刻度的一半 F 调节 R1的阻值 使电流计指针偏转到满刻度 实验步骤 3 如果所得的 R1的阻值为 300 0 则图 1 中被测电流计 G 的内阻 rg 的测量 值为 该测量值 实际值 选填 略大于 略小于 或 等于 命题立意 本题考查了半偏法测电阻 电流表改装成电压表及校准 器材的 选取 实验步骤 误差分析 电路图的设计等知识点 综合考查了考生的实验 探究能力 推理能力 理解能力等 思路点拨 根据半偏法测电阻原理及题意选择器材 注意实验步骤 理解误 差来源 注重电压表的改装及校准 画好电路图 规范解答 若选用电动势 1 5 的电源 则 kRR5 7 10200 5 1 6 02 而 0 k 则kR5 6 2 若选用电动势 6 的电源 则 kRR30 10200 6 6 02 则kR29 2 所以电阻器 2只能选择 电阻器 1是要读数的 因此必须选 用电阻箱 所以电阻器 1应选用 表头满偏时电路中总电阻越大 实验误差越小 所以电源 应选 用 B 检查电路连接无误后 将 的阻值调至最大 后续的实验操作步骤是 第一 步闭合 答案 1 B C F B C A E 300 略小于 精品文档 收集于网络 如有侵权请联系管理员删除 点评 此题考察了仪器的选择 实验步骤和误差分析 实验仪器的选择中要注 意电源的选择 根据电表的满篇电流选取 这是个难点