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半偏法及其系统误差分析VIP免费

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半偏法及其系统误差分析1.电流表半偏法如图是用半偏法测电流表内阻的电路.实验时,先断开开关,闭合开关,调节使电流表指针满偏.然后保持的滑片不动,闭合开关,调节R,使电流表的指针处于半满偏状态,则电流表的内阻=R.用如图1所示的电路测电流表的内阻时,设电流表的满偏电流为Ig,则开关断开时①开关闭合时,有②③由①、②、③式,得∴测量值小于真实值当滑动变阻器阻值远大于电阻箱电阻误差较小第1页共5页R2S2S1VR1ca2.电压表半偏法如图是用半偏法测电压表内阻的电路.实验时,先闭合开关和,调节使电压表指针满偏.然后保持的滑片不动(即、不变),断开开关,调节R,使电压表的指针半满偏,则电压表的内阻=R用如图的电路测电压表的内阻时,设电压表的满偏电压为,则开关闭合时④开关断开时,有⑥由④、⑤、⑥式,得,∴的测量值大于真实值.1、要测量内阻较大的电压表的内电阻,可采用“电压半值法”,其实验电路如图9所示。其中电源两端的电压值大于电压表的量程,电阻箱R2的最大阻值大于电压表的内电阻。先将滑动变阻器R1的滑动头c调至最左端,将R2的阻值调至最大,依次闭合S2和S1,调节R1使电压表满偏,然后断开S2,保持滑动变阻器的滑动头c的位置不变,调节R2使电压表半偏,第2页共5页此时R2的示数即可视为电压表的内电阻值。(1)实验时,在断开S2调节R2的过程中,a点与滑动变阻器的滑动头c之间的电压应。(2)实验室备有如下四个滑动变阻器,它们的最大阻值分别为A.10B.1kC.10kD.100k为减小测量误差,本实验中的滑动变阻器R1应选择。(填序号)2、(12分)用半偏法测电流表内阻,提供的器材如下:干电池(电动势E约为1.5V,内阻r约为10Ω)、待测电流表A(0~50μA,内阻约4kΩ)、电阻箱R1、R2(均为0~99999.9Ω)、电键、导线若干。⑴实验电路如图,有关实验操作及测量如下:①只闭合S,当调节R1到26090.0Ω时,电流表A满偏;②再闭合S1,R2调为3770.0Ω时,电流表A半偏,由此可得电流表的内阻Rg的测量值为Ω。⑵半偏法测量电流表内阻时,要求R1>>Rg(比值R1/Rg越大测量误差越小),本实验中R1虽比Rg大,但两者之比不是很大,因此导致Rg的测量误差较大。具体分析如下:电流表A半偏时的回路总电阻比全偏时的回路总电阻(填“偏大”或“偏小”),导致这时的总电流(选填“变大”或“变小”),半偏时R2Rg(填“大于”或“小于”)。⑶为减小Rg的测量误差,可以通过补偿回路总电阻的方法,即把半偏时回路的总电阻的变化补回来。具体的数值可以通过估算得出,实际操作如下在⑴中粗测出Rg后,再把R1先增加到Ω[用第⑴问中的有关条件求得具体数值],再调节R2使电流表。用这时R2的值表示Rg的测量值,如此多次补偿即可使误差尽量得以减小。第3页共5页AR1R2SS13、有一电流表,量程为1mA,内阻rg约为100Ω。要求测量其内阻。可选用的器材有:电阻箱R0,最大阻值为99999.9Ω;滑动变阻器甲,最大阻值为10kΩ;滑动变阻器乙,最大阻值为2kΩ;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,导线若干。采用的测量电路图如图所示,实验步骤如下:a.断开S1和S2,将R调到最大;b.合上S1,调节R使满偏;c.合上S2,调节R1使半偏,此时可认为的的内阻rg=R1。试问:(ⅰ)在上述可供选择的器材中,可变电阻R1应该选①;为了使测量尽量精确,可变电阻R应该选择②;电源E应该选择③。(ⅱ)认为内阻rg=R1,此结果与的rg真实值相比④。(填“偏大”、“偏小”、“相等”)1、解:(1)保持基本不变(或保持不变)(2)A(每问3分,共6分)2、答:(12分)(每空2分)⑴3770.0⑵偏小变大小于⑶27975半偏3、【答案】(ⅰ)R0滑动变阻器甲E2(ⅱ)偏小【分析】(ⅰ)根据半偏法的测量原理,R1必须选R0;由于电流表的满偏电流很小,要求R1的阻值很大,故R应选滑动变阻器甲,电源选择E2,误差较小。(ⅱ)根据闭合电路的欧姆定律及电路特点可得:合上S1,调节R使满偏:Ig=第4页共5页合上S2,调节R1使半偏(电路中的总电流):I=故:I>Ig。所以,通过电阻箱的电流IR1:IR1>Ig用U表示电阻箱两端电压,则R1=<=rg即:rg>R1故:认为内阻rg=R1,此结果与的rg真实值相比偏小。第5页共5页

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