兩種半偏法測(cè)電阻
2007-12-31 00:00:00譚喜強(qiáng)
物理教學(xué)探討 2007年9期
1 限流半偏法
（1）實(shí)驗(yàn)原理如圖1所示，其中R為電位器（或滑動(dòng)變阻器），R′為電阻箱，G為待測(cè)電表。
（2）實(shí)驗(yàn)操作順序
①按原理圖連結(jié)好電路，斷開S1、S1，將R阻值調(diào)到最大；
②合上S1，調(diào)節(jié)R，使電表G達(dá)到滿偏；
③保持R阻值不變，再合上S2，調(diào)節(jié)R′，使G達(dá)到半偏；
④斷開S1，記下R′的阻值；
⑤在R≥R′時(shí)，Rg=R′。
（3）誤差分析
本實(shí)驗(yàn)是在RR′的情況下，并入R′后，對(duì)總電阻影響很小，即認(rèn)為干路電流仍等于Ig時(shí)，近似認(rèn)為Rg=R′。但實(shí)際上并入R′后，總電阻減小，干路電流I>Ig，通過R′的電流IR'>Ig/2，因此，Rg>R′。所以測(cè)量值比真實(shí)值偏小，而且Rg越小，測(cè)量誤差越小。
2 分壓半偏法
（1）實(shí)驗(yàn)原理如圖2所示，其中R為滑動(dòng)變阻器，R′為電阻箱，V為待測(cè)電表。
（2）實(shí)驗(yàn)操作順序
①連結(jié)電路，斷開S，并將滑片置于最右端，調(diào)節(jié)R′=0；
②合上S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使電表達(dá)到滿偏；
③保持滑片位置不動(dòng)，調(diào)節(jié)電阻箱R′的阻值，使電表半偏；
④斷開S，記下R′的讀數(shù)；
⑤在RR′時(shí)，Rv=R′。
（3）誤差分析
本實(shí)驗(yàn)是在RR′的情況下，串入R′后，對(duì)回路總電阻影響很小，可以忽略不計(jì)，即分壓部分的電壓保持不變，所以當(dāng)電表半偏時(shí)，認(rèn)為：Rv=R′。實(shí)際上串入了R′之后，并聯(lián)部分的電阻增大，分得的電壓增加了，R′兩端的電壓UR′Ug/2，因此，R′>Rv。所以測(cè)量值大于真實(shí)值，而且Rv越大，測(cè)量誤差越小。
綜上所述，用半偏法測(cè)電表內(nèi)阻時(shí)，一般需要一個(gè)滑動(dòng)變阻器和電阻箱，而且滑動(dòng)變阻器的電阻與待測(cè)電阻懸殊較大。當(dāng)待測(cè)電阻阻值遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的總電阻時(shí)，用分壓半偏法，測(cè)量值偏大；當(dāng)待測(cè)電阻遠(yuǎn)小于滑動(dòng)變阻器的總電阻時(shí)，用限流半偏法，測(cè)量值偏小。簡(jiǎn)記為“大大小小”（即測(cè)大電阻，用分壓半偏，測(cè)量值偏大；測(cè)小電阻，用限流半偏，測(cè)量值偏小）。
例 現(xiàn)要測(cè)定一只量程為1V，內(nèi)阻Rv約900Ω的電壓表內(nèi)阻，可供選擇的器材有：
A、待測(cè)電壓表；B、滑動(dòng)變阻器（最大阻值1000Ω，額定電流1A）；C、滑動(dòng)變阻器（最大阻值10Ω，額定電流1A）；D、電阻箱（最大阻值999.9Ω）；E、電阻箱（最大阻值99.9Ω）；F、電池組（電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻約1Ω）；另外還有導(dǎo)線和開關(guān)若干。
（1）為了用半偏法較準(zhǔn)確測(cè)量該電壓表的內(nèi)阻，應(yīng)選圖3甲、乙兩種電路中的____電路。
（2）除了電池組、導(dǎo)線、開關(guān)和待測(cè)電壓表外，還需要從提供的器材中選用。
（3）用上述方法測(cè)出的電壓表內(nèi)阻的測(cè)量值Rv____(填“大于”、“等于”或“小于”)電壓表內(nèi)阻的真實(shí)值。
簡(jiǎn)析 用半偏法測(cè)電阻時(shí)，應(yīng)選用與待測(cè)電阻阻值懸殊較大的滑動(dòng)變阻器，因此，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用C，又由于待測(cè)電阻RV遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的阻值，所以，應(yīng)選用分壓半偏，即圖（乙）；當(dāng)然測(cè)量值大于真實(shí)值；電阻箱應(yīng)選D。
(欄目編輯黃懋恩)
注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文。
