逍遥右脑 2013-02-27 18:30
一. 教学内容：电学实验（2）
二. 半偏法测电阻：
1. 电路：
2. 测量值：
1） 2）
3. 真实值：
1）中：
经复杂计算可得：
即：测量值偏大
误差根源：
，
减小误差的：
减小 的阻值，但不能无限制减少，当 时，仅剩 与r分E，此时误差最小。
2）中：
经复杂计算得：
方法一：
即测量值偏小
误差根源： 的阻值
讨论：
即：测量值偏小
分析：要减少误差应增加
即：要减小误差需减少 使电流表改装成电压表，设电压表量程为U，则 ，分压电阻 。
2. 电流表扩大量程
（1）原理：利用并联电阻的分流作用。
（2）分流电阻的计算：将电流的量程扩大到I，要并联的电阻为 ， 。
（二）校对方法：
1. 电路：
2. 计算：
对改装电表的影响：
（三）半偏法
1）中： 的影响
由 示数偏小，即 读数偏小。
②对 的影响
由 知
所并入电阻偏大，分流偏小， 示数偏大，即 读数偏大。
2）中： 的影响：
由 示数偏大，即 读数偏大。
②对 的影响：
由 知
所并入电阻偏小，分流偏大， 示数偏小，即 读数偏大。
【典型例题】
例1. 如果两个电流表的满偏电流均为 ，内阻 ，欲将其改装成量程分别为3V和15V的电压表，则：
（1）分别串联的电阻 有何关系，示数 有何关系？
解题方略：
（1）
改装成3V应串电阻
（2）将两只电压表串联后测电压，即如图所示连接，因流过表头的电流相同，故偏角 有关系， ，故电压表示数之比也为U1：U2=1：5。
评点：电流表改装成电压表的问题要注意串联电阻电压的分配关系，同时注意电压表的电压到量程时，表头内的电流就到满偏。
例2. （2001年全国题）下图中E为电源，其电动势为E， 为滑线变阻器， ；①闭合 ，断开 ，调节 ，使电流表读数等于其量程 ；②保持 不变，闭合 ，调节 ，然后读出 。
（1）按上图所示电路在下图所给出的实物图中画出连接导线 高中数学。
（2）真实值与测得值之差除以真实值叫做测量结果的相对误差，即 。试导出它与电源电动势E、电流表量程 及电流表内阻 约为30Ω，要想使测量结果的相对误差不大于5%，电源电动势最小应为多少伏？
解题方略：首先题中给出了实验电路图，让连接实物图，只要正确识别各元件的结构，找出两图中符号与实物元件间的对应关系，连接相应的导线即完成连接，第二要求相对误差，就要理解什么是相对误差，还需要弄清本实验产生误差的原因，闭合 ，断开 时，电流表读数 ；保持 不变，闭合 ，调节 ，即认为 并联后，闭合电路的总电阻减小了，总电流 中电流大于 ，所以 ，这就造成本实验的测量值 ，产生了实验误差，只要我们利用两个步骤的电路，用闭合电路欧姆定律，找出<1" style='width:42pt; > 的实际关系，问题就解决了。
答案：（1）连线如下图所示
（2）由闭合电路欧姆定律对步骤①有
对步骤②有
解得<5" style='width:84.75pt;height:32.25pt' >
（3）由（2）所得及题中要求，可知 因此，<7" > ，故电源电动势的最小值为6V。
例3. 如图所示，将一个改装的电流表接入电路和进行校准，发现待测表的读数比标准表的读数偏大一些，如表头G的 是准确的，出现的误差可能是下述哪种原因引起的（ ）
比公式 计算出的 比公式 计算出的 支路分去的电流太少，即 ，有 ，在 与I准确时， 也相对准确，由上述分析 ，此时通过G的电流大，待测表的指针偏转就大，所以选项D正确。
答案：AD
【模拟】
1. 如图所示，一个电流表上装有四个接头A、B、C、D分别接到电流表G和两个分流电阻
2. 用标准安培表 对改装安培表 进行校准，如图所示电路，要求从10mA校准到50mA，已知电源电动势2V，内阻不计，则定值电阻 的额定功率 为__________W，滑动变阻器 阻值变化范围是_________Ω。
。另有一电池（电动势未知，但不超过电压表的量程，内阻可忽略），请用这只电压表和电池，再用一个电键和一些连接用的导线，设计测量某一高值电阻 的实验方法（已知 的值与
（2）简要写出测量步骤和需记录数据，导出高值电阻 的计算式。
4. 某电压表的内阻在20kΩ~50kΩ之间，现要测量其内阻，实验室提供下列可选用器材：待测电压表 （量程200μA），电流表 （量程5mA），电流表 （量程0.6A），滑动变阻器R（最大阻值1kΩ），电源E（电动势4V），电键K。
（1）所提供的电流表中，应选用___________（填写字母代号）。
（2）为了尽量减小误差，要求测量多组数据，试在下图中画出符合要求的实验电路图（其中电源和电键及其连线已画出）。
5. （2000年全国）从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表 ，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测出多组数据。
（1）在虚线方框中画出电路图，标明所用器材的代号。
（2）若选测量数据中的一组来计算 =_____________，式中各符号的意义是：__________________。
【试题答案】
1. 1A
2. 40 0.1 0~160
3. （1）如图
4. （1）
（2）如图
5. （1）如图
（2） 表示通过电流表 的电流， 表示通过电流表 的内阻。