实验五：半偏法测电阻.docx

实验五：半偏法测电阻实验五：半偏法测电阻实验五：半偏法测电阻，、实验电路图：一、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200卩A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 .①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0〜10 Q）B.滑动变阻器（阻值范围0〜1500 Q）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】②当电阻箱的阻值为 Ri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3kQ.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 Ri是最大阻值为9999 Q的电阻箱，R2是最大阻 值为20 Q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3] 3.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0—100?）C •滑动变阻器（阻值范围0— 20k?）D •电阻箱（0— 999.9?）E. 电阻箱（0— 9999?）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①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， Ri应选 用 , F2应选用 ，电源应选用 （用器材前的英文字母表示）②实验要进行的步骤有：A .合上开关SiB.合上开关S2C .将Ri的阻值调到最大D .调节Ri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SiG •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。

⑵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Ro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Ro的阻值使电压表指针指到1.5V位置，读 出此时电阻箱 Ro的阻值，此值即为电压表内阻 Rv的测量值；G.断开开关So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2 000 Qc. 滑动变阻器:最大阻值10 Qd. 电阻箱:最大阻值9 999.9邙&值最小改变量为0.1 Qe.电阻箱:最大阻值 999.9 Q阻值最小改变量为0.1 Qf. 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：① 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” “ e”）② 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％母越R真（选填大”或小”）【解析】⑴电压表的示数即为等效电路的外电压 故现在的多用表内阻为 1500 Q由闭合电路欧姆由表盘读数可知，现在的欧姆表用的是"X 10挡,定律可得u=iR=总R=1.OV （2）①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 Q故电阻箱 应选用d。

② 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 |R测R真I越小R真答案:（1）1.0 ⑵①c d ②〉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 Q ）电阻箱 Ro（最大阻值为99 999.9 Q滑动变阻器Ri（最大 阻值100Q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⑵根据设计的电路，写出实验步骤:⑶将这种方法测出的电压表内阻记为Rv,与电压 表内阻的真实值Rv相比,Rv Rv(选填“>”或T<”主要理由是【解析】⑴将电路图补充完整，如图(2) ①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。

② 闭合开关Si、S2,调节滑动变阻器，让电压表达 到满偏③ 保持Si闭合，断开开关S2,滑动变阻器不动，调 节可变电阻Ro,直到电压表达到半偏④ 记下此时Ro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 Ro的电阻，但实际上 这个输出电压会略有升高，即Ro的电阻略大于电 压表的内阻，故Rv>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钉滑动变阻器Ri（最大阻值50 Q）滑动变阻器R2（最大阻值5 k Q）直流电源 E（电动势3 V），开关1个，导线若干实验步骤如下：①按电路原理图甲连接线路；② 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；③ 调节滑动变阻器，使电压表满偏；④ 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：⑴实验中应选择滑动变阻器 （填“R”或“扩。

⑵根据图甲所示电路将图乙中实物图连线⑶实验步骤④中记录的电阻箱阻值为 630.0 Q, 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 Q（结果保留到个位）⑷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）A. 100 ii A B. 250 [iAC. 500 卩 A D. 1 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Ri3) 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2 2 5— 2特点知瓦= R ，贝V Rv = 4R = 2 520 Q⑷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,Rv2.52 520答案：(1)Ri (2)连线如图所示(3)2 520 ⑷D4. ★★★【2010北京】甲同学要把一个量程为200 yA的直流电流计G，改装成量范围是0〜4V实验五：半偏法测电阻的直流电压表（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Ro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 Ri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（0~999.9 Q）D. 滑动变阻器（0~500 Q）E. 电位器（一种可变电阻，与滑动变阻器相当）（0〜5.1k）F. 电位器（0~51k）（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SiB. 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Ri的阻值，使电流计指针偏转到满刻度 的一半F. 调节Ri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Ri的阻值为300.0莒则图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#实验五：半偏法测电阻器材，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】（1）①若选用电动势1.5 V的电源，则 R2 R0 7.5k ,而R 0^1 k ,则R2 6.5k ；若选用电动势6V的电源，则 R2 R0 200610 6 30k , 则R2 29k，所以电阻器R 2只能选择F；电阻器R i是要读数的，因此必须选用电阻箱，所以电 。