实验五：半偏法测电阻.docx

精品文档，仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除实验五：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200A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010）B滑动变阻器（阻值范围01500）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。例33.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0100)C滑动变阻器（阻值范围020k)D电阻箱（0999.9)E电阻箱（09999)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S1B合上开关S2C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S1G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。【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 000c.滑动变阻器:最大阻值10d.电阻箱:最大阻值9 999.9,阻值最小改变量为0.1e.电阻箱:最大阻值999.9,阻值最小改变量为0.1f.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”)。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“<”);若RV越大,则越(选填“大”或“小”)。【解析】(1)电压表的示数即为等效电路的外电压,由表盘读数可知,现在的欧姆表用的是“×100”挡,故现在的多用表内阻为1500,由闭合电路欧姆定律可得U=IR=ER+rR=1.0V。(2)滑动变阻器选用分压式接法,为了便于调节,滑动变阻器应该选用阻值较小的c;电压表半偏时,所串联的电阻箱的阻值约为3 000,故电阻箱应选用d。根据闭合电路欧姆定律可知,随着电阻箱阻值变大,电源的外电压随之变大,当电阻箱调至电压表半偏时,此时电压表与电阻箱两端的总电压比电阻箱阻值为零时要大,故此时电阻箱的实际分压是大于电压表的示数的,故R测>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,与电压表内阻的真实值RV相比,RV(选填“>”“=”或“<”),主要理由是_【解析】(1)将电路图补充完整,如图(2)根据电路图连接好电路,并将滑动变阻器的滑片滑到最左端。闭合开关S1、S2,调节滑动变阻器,让电压表达到满偏。保持S1闭合,断开开关S2,滑动变阻器不动,调节可变电阻R0,直到电压表达到半偏。记下此时R0的读数,即为电压表的内阻。(3)若滑动变阻器分压接法的输出电压保持不变,电压表半偏时电流减小一半,电阻增大为原来的两倍,即电压表的电阻等于R0的电阻,但实际上这个输出电压会略有升高,即R0的电阻略大于电压表的内阻,故>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。 (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)。A100 A B250 AC500 A D1 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，则RV4R2 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 A1 mA。答案：(1)R1(2)连线如图所示(3)2 520(4)D4.【2010 北京】甲同学要把一个量程为200A的直流电流计G，改装成量范围是04V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(0999.9)D.滑动变阻器(0500)E.电位器（一种可变电阻，与滑动变阻器相当）(05.1k)F.电位器（051k）（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S1B.闭合S2C.调节R2的阻值，使电流计指针偏转到满刻度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，而0，则；若选用电动势6的电源，则，则，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 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。【精品文档】第 9 页