2022年半偏法测电阻.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 昨天有同学QQ 询问,半偏法需要把握吗,理由是在2022 年全国卷卷中考查了测电压表内阻的半偏法；依据我自己的实际教学,我在北大清华班半偏法是必讲,以此是拓宽同学的学问面和物理思维,但是在一般班（当然一般班一个班考一本的人数在30 左右,相对于北大清华班差一些,不是那种很渣的班级）不肯定讲,在2022 届的时候我没有讲,这一届我给同学讲了,其理由也是由于2022 年高考显现过；所以尽管考纲没有明确把半偏法列入考察范畴,我举荐大家必需把握,由于考纲并没有明确说半偏法不考,所 以即使考到了也不超纲；一、半偏法的前世今生 新课改之前,课本有一个电学试

2、验是电表的改装,也就是把表头改为电压表或者大量程的电流表；在 改装之前,需要测量表头的内阻；由于表头的内阻小,满偏电流也很小,通常是微安级,其两端电压也特 别小,试验室中没有测量如此小电压的电压表,所以常规测电阻的方法伏安法无法满意测量要求,因 此必需另辟蹊径,于是半偏法应用而生；大家可以翻阅新课标改革之前各地的高考题目,见到许多半偏法 的题目,但是实行新课标之后,考纲只要求把握电表改装的原理与方法,而删掉了电表改装的试验,所以自那以后,这个试验在高考试卷中销声匿迹；直到 不学,考纲没说考查的,依据实际情形去学；2022 年才重现江湖；老李的观点是,考纲说不考的肯定下面给大家具体分析两种半偏法

3、,包括误差分析；二、恒流半偏法测表头电阻（此方法适合测量小电阻）1测量原理分析电路图如下列图,具体操作步骤是,第一步：合上S1,断开 S2,调整滑动变阻器R,使表头 G 恰好满偏；其次步：闭合 S2,保持 R 的阻值不变,调整电阻箱 R1,使电流表半偏；此时认为表头内阻 Rg=R1 ；留意,在开关 S1 闭合之前,滑动变阻器 R 应调到最大值；在开关 S2 闭合之前,变阻箱,应调到最大；2测量误差分析（1）定量分析由此可见,此方法测量的是 Rg 与（r+R）并联的阻值； 依据表达式可知, 为了减小误差, 需要满意（r+R）Rg,1 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 4 页

4、精选学习资料 - - - - - - - - - 由于干电池的内阻很小, 只需要满意（2）定性分析RRg 即可,也就是试验要求滑动变阻器的接入电路阻值尽可能的大；当表头分别满偏和半偏时,只有满意当干路电流保持Ig 不变时,才可以认为电阻箱的电阻等于表头的内阻；实际上,由于电源内阻的存在,当电流表半偏时,外电路总电阻比满偏的情形下变小,干路电流变大,由于流过表头的电流为Ig/2 ,故流过电阻箱的电流大于Ig/2；而表头与电阻箱并联,依据并联电路电流安排与电阻成反比的特点,故电阻箱的阻值应小于表头的内阻,故测量值偏小；（ 3）减小误差的方法实际上,从另外一个角度说,需要保持干路电流Ig 不变,所以

5、这个方法称之为恒流半偏法；本试验操作的具体要求 R100Rg ,而为了使滑动变阻器的接入电路阻值尽可能的大,必需选用电动势较大的电源；【例 1】有一电流表 A,量程为 1mA,内阻 rg 约为 100；要求测量其内阻；可选用的器材有：电阻箱 R0,最大阻值为 99999.9；滑动变阻器甲,最大阻值为 10k ；滑动变阻器乙,最大阻值为 2k ；电源 E1,电动势 约 为 2V , 内 阻 不 计 ； 电 源 E2 , 电 动 势 约 为 6V , 内 阻 不 计 ； 开 关 2 个 导 线 如 干 ；采纳的测量电路图如下列图,试验步骤如下：a断开 S1 和 S2,将 R 调到最大； b合上 S

6、1,调剂 R,使A 满偏； c合上 S2,调剂 R1 使 A 半偏,此时可以认为 A 的内阻 rg=R1；试问：（1）在上述可供挑选的器材中,可变电阻 R1 应当挑选 _；为了使测量尽量精确,可变电阻 R 应当选择_；电源 E 应当挑选 _；（2）认为内阻 rg=R1,此结果与 rg 的真实值相比 _；（填“ 偏大”、“ 偏小” 或“ 相等”）【答案】依据上面的分析很简单得出答案：（1）R0,甲, E2 （2）偏小三、恒压半偏法测电压表内阻（此方法适合测量大电阻）1测量原理2 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - 如下列

7、图,滑动变阻器采纳分压电路；图中 R0 为电阻箱, R 为滑动变阻器； 其测量步骤为： 调剂 R0,使其接入电路的电阻为零,先合下 S,再调剂 R 使电压表指针满偏；保持变阻器电阻 R 的触头位置不变,调剂 R0 使电压表指针半偏,登记 R0 的值；如 R0R ,就 R0=Rv ；第一步的时候,在闭合 S 之前,滑动变阻器应先置于 a 端；2测量误差分析设滑动变阻器非分压部分的电阻为 R 非,电压表满偏电压为 U0；由于电阻箱的阻值由零变大,外电路总电阻变大, 故路端电压 U 变大,同时干路电流 I 减小,而电压表与电阻箱串联两端的总电压为 U1=U IR 非,R 非前后保持不变,故 U1 变

8、大,即 U1U0 ；此时电压表两端的电压为 U0/2 ,R0 两端的电压大于 U0/2,故R0RV ,即电压表的测量值大于真实值；3.减小误差的方法本试验最重要的是保持并联部分电路电压不变或者变化很小；为了减小误差,滑动变阻器的总阻值适当小一些；一是当滑动变阻器并联部分电阻小时,并联的总电阻比较小,增大时,并联的总电阻变化要小,所以引起的干路电流变化就小,从而 U1 的变化就小；【例 2】（2022 年高考题） 某同学利用图 a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 ,可供挑选的器材有：电阻箱 R最大阻值 99 999.9 ,滑动变阻器 R1最大阻值 50 ,滑动

9、变阻器 R2最大阻值 5 k ,直流电源 E电动势 3 V ,开关 1 个,导线如干试验步骤如下：按电路原理图 a连接线路；将电阻箱阻值调剂为0,将滑动变阻器的滑片移到与图a中最左端所对应的位置,闭合开关S；调剂滑动变阻器,使电压表满偏；3 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - 保持滑动变阻器滑片的位置不变,调剂电阻箱阻值,使电压表的示数为 回答以下问题：1试验中应挑选滑动变阻器_填“R1” 或“R2” 2依据图 a所示电路将图 b 中实物图连线 （略）2.00 V,登记电阻箱的阻值3试验步骤中记录的电阻箱阻值为 630

10、.0 ,如认为调剂电阻箱时滑动变阻器上的分压不变,运算可得电压表的内阻为 _ 结果保留到个位 4假如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 A C500 A D 1 mA 【解析】1此试验的试验原理类比于半偏法测电表内阻的试验,电压表所在支路的总电压应当尽量不变化,依据前面的分析,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/RV2.5-2/R ,就 RV4R2520 . 4因电压表是由一个表头和电阻串联构成,表头答应的最大电流不会因此转变,就由欧姆定律可知,I 满U 满 /RV 2.5/25201 mA. 【答案】 1R12 略32520 4D 4 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 4 页