電工證考的半偏法測電阻方法_最新信息

半偏法測電阻方法

原理：串聯分壓，并聯分流。

關鍵：測量支路的電阻變化對干路的電流或電壓影響很小，可忽略不計。

1. 半偏法測電流表內阻

（1）實驗步驟：實驗電路如圖所示，首先斷開S2，閉合S1，調節R1，使電流表讀數等于其量程Im；保持R1不變，閉合S2，調節R2，使電流表讀數等于Im/2，然后讀出R2的值，則有RA=R2.

巧用半偏法測電表內阻

（2）誤差分析：RA測<RA

當閉合S2，調節R2，使電流表讀數等于Im/2時，電路的總電阻變小，則總電流大于原電流表的滿偏電流Im，所以流經R2的電流大于Im/2，故電阻箱R2的電阻實際比電流表的電阻小，若把R2的讀數當成電流表的內阻，則測得的電流表的內阻偏小。

（3）實驗條件：R1>>RA

若所選滑動變阻器R1的阻值比電流表內阻RA大很多，則閉合S2，調節R2時，電路的總電阻變化不大，可近似認為總電流保持Im不變，此時測量誤差很小。

顯然，電流表半偏法適于測量內阻較小的電流表電阻.

典例1.（2019?海南物理）用實驗室提供的器材設計一個測量電流表內阻的電路。實驗室提供的器材為：待測電流表A（量程10mA，內阻約為50Ω），滑動變阻器R1，電阻箱R，電源E（電動勢約為6V，內阻可忽略），開關S1和S2，導線若干。

巧用半偏法測電表內阻

（1）根據實驗室提供的器材，在圖（a）所示虛線框內將電路原理圖補充完整，要求滑動變阻器起限流作用；

（2）將圖（b）中的實物按設計的原理圖連線；

（3）若實驗提供的滑動變阻器有兩種規格：①10Ω，額定電流2A

②1500Ω，額定電流0.5A

實驗中應該取。（填“①”或“②”）

【解析】（1）本實驗要測量電流表內阻，但只提供了電阻箱與兩個開關，并沒有電壓表，應考慮用電流表半偏法測量，所以電流表與電阻箱并聯，滑動變阻器采用限流接法，實驗電路如圖1所示:

巧用半偏法測電表內阻

（2）根據實驗電路圖連接實物圖，如圖2所示；

巧用半偏法測電表內阻

滑動變阻器接入電路的最小阻值約為：600﹣50＝550Ω，所以滑動變阻器應選擇②。

2. 半偏法測電壓表內阻

（1）實驗步驟：如圖所示，將電阻箱R2的值調為零，閉合S，調節R1的滑動觸頭，使電壓表讀數等于其量程Um；保持R1的滑動觸頭不動，調節R2，使電壓表讀數等于Um/2，然后讀出R2的阻值，則Rv=R2。

巧用半偏法測電表內阻

（2）誤差分析：RV測>RV

當保持R1的滑動觸頭不動， R2的阻值逐漸增大時， R2與電壓表串聯支路兩端的電壓也將逐漸增大，因此，當電壓表讀數等于Um/2時，R2兩端的電壓將大于Um/2，即R2的電阻實際比電壓表的電阻大，若把R2的讀數當成電壓表的內阻，則測得的電壓表的內阻偏大。

（3）實驗條件：R1<<RV

若所選滑動變阻器R1的阻值比電壓表內阻RV小很多，則調節R2時，R2與電壓表串聯支路兩端的分壓變化不大，可近似認為Um保持不變，此時測量誤差很小。

顯然，電壓表半偏法適于測量內阻較大的電壓表電阻.

典例2. (2016·課標Ⅱ，23)某同學利用圖甲所示電路測量量程為2.5 V的電壓表V的內阻(內阻為數千歐姆)，可供選擇的器材有：電阻箱R(最大阻值 99 999.9 Ω)，滑動變阻器R1(最大阻值50 Ω)，滑動變阻器R2(最大阻值 5 kΩ)，直流電源E(電動勢3 V)，開關1個，導線若干．

巧用半偏法測電表內阻

實驗步驟如下：

①按電路原理圖甲連接線路；

②將電阻箱阻值調節為0，將滑動變阻器的滑片移到與圖甲中最左端所對應的位置，閉合開關S；

③調節滑動變阻器，使電壓表滿偏；

④保持滑動變阻器滑片的位置不變，調節電阻箱阻值，使電壓表的示數為2.00 V，記下電阻箱的阻值．

回答下列問題：

(1)實驗中應選擇滑動變阻器________(選填“R1”或“R2”)．

(2)根據圖甲所示電路將圖乙中實物圖連線．

巧用半偏法測電表內阻

(3)實驗步驟④中記錄的電阻箱阻值為630.0 Ω，若認為調節電阻箱時滑動變阻器上的分壓不變，計算可得電壓表的內阻為________Ω(結果保留到個位)．

(4)如果此電壓表是由一個表頭和電阻串聯構成的，可推斷該表頭的滿刻度電流為________(填正確答案標號)．

A．100 μA B．250 μA

C．500 μA D．1 mA

【解析】(1)本實驗與“半偏法測電壓表內阻” 的原理類似。當變阻箱阻值為零時，電壓表滿偏，即Umax＝2.5 V，當電阻箱取某一阻值R0時，電壓表示數變為U2，則電阻箱兩端電壓U1＝Umax－U2，根據串聯分壓和電阻成正比，即可求出電壓表的內阻。以上理論成立的前提是電阻箱的阻值變化時，電壓表與電阻箱兩端的電壓能近似不變，這就要求滑動變阻器的阻值較小，故選R1；