“半值法”与“半偏差法”测量电流表内阻的比较_电流表论文

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全日制普通高级中学教科书《物理》(必修加选修)第二册“把电流表改装为电压表”的实验中,在测量电流表G的内阻时,课本用“半偏法”测量。“半偏法”中实验电路的串联电阻R阻值保持不变,电流表G的第二次半偏读数是第一次满偏读数的一半,当R≥100R'时,可以认为。现介绍另一种精确度比“半偏法”高得多的测量方法叫做“半值法”。“半值法”是在“半偏法”实验电路上,当R≥200r(r为电源内阻)时,可以认为。用这两种方法测量电流表G的内阻时,虽然实验电路和操作相仿,但实验所用的电源电动势E和电阻R的大小不同,测量结果的精确度也不相同。下面就分析两种方法的电源电动势、串联电阻和精确度三者大小不同的原因,愿与同仁交流和商榷。

一、半偏法测电流表内阻

二、半值法测电流表内阻

如图3所示,R、R'是电阻箱(R可由定值电阻和电阻箱组成)。实验时先将阻值R调到最大值位置,闭合开关,调节电阻箱R的阻值,使电流表G指针指到近满偏电流的某一刻度值I(或满偏电流),这时电阻箱R阻值读数为R,则干路电流为

由以上“半偏法”和“半值法”测量电流表的内阻可见:①通过把串联作为电阻R后,学生分组实验时即使不慎把电位器调到阻值为零位置时,也不会损坏电流表G;②用“半偏法”测量电流表的内阻,所用的电源电动势E分别为6V和4V。串联电阻R的阻值分别为R≥59.5kΩ和R≥13.2kΩ,这已足够满足R≥100R'的条件,因而可以保证测量的相对误差不大于1%;用“半值法”测量电流表的内阻,电源的电动势E只用1节1.5V的干电池即可,而串联电阻箱只的阻值分别为R≥14.5kΩ和R≥4875Ω,这已远远满足R≥200r的条件,因而也可以保证测量的相对误差不大于1%。所以,用“半值法”测量电流表的内阻,实验所用的电源电动势E和电阻R的大小都相应比课本的“半偏法”小得多;③实验前应先了解清楚实际要用的电流表G,其满偏电流的大小和内阻的大小范围,然后根据以上两例所述的方法来估算并选取实验所用的电源电动势E的大小。一般来说,既要满足R≥100R'(或R≥200r),又要使电流表G能满偏,实验时电源电动势E应取大些。其次,再根据选取的电源电动势E的大小估算并选取电阻R的大小。否则,盲目选用电源电动势E和电阻R的大小,可能会使电路中的电流超过电流表G的满偏电流而将它烧坏;④用“半偏法”测量电流表的内阻,测量的相对误差分别为;用“半值法”测量电流表的内阻,测量的相对误差分别为,所以,用“半值法”测量电流表的内阻相应比课本中的“半偏法”精确度高得多;⑤应用“半值法”测量电流表的内阻,当调节电阻箱R的阻值为一半时,必须先闭合开关,后调节电阻箱阻值为一半,否则,通过电流表G的电流会因太大而将它烧坏,这一点必须引起注意。

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