搜索
1．半偏法首先闭合S1调节R1使电流表G满偏，再闭合S2，调R2的阻值使电流表指针偏转到满刻度的一半即Ig/2．在R1R2的前提下，可认为Rg=R2．但因为电阻R2的并入，电路中总电阻减小，导致电路中总电流增大．故此当流经电流表的电流为Ig/2时，有Ig/2+IR2Ig，即IR2Ig/2．由并联电路知识可知必有R2Rg，即该电路测量值偏小．且闭合S2前后干路总电流变化越大，误差亦越大．这样，干路中总电流变化越小越好，要满足这一条件，只有R1R2，一般要求R1100R2为宜．又R1=ERg/Ig，要使R1R2，只要E/RgIg即可．故对一定的电流表，在不超量程的前提下，电压越高，测量误差越小．一、电流表内阻的测量2．等效替代法如图，此法多选用一个比电流表G量程大几倍的电流表A．先闭合S和S1，调R1使电流表A的指针指一定电流I．然后断开S1接通S2，调R2使电流表A的指针仍然指电流I，则Rg=R2．该法操作方便，不需要任何计算，且精确度较高．例3为了测量电流表A1的内阻，采用如图6所示的电路，其中电流A1的量程是0~300A，内阻约100Ω(待测)，A2是标准电流表，量程0~200A，R1为电阻箱，阻值范围为0~999.9Ω，E为电源，电动势3V，内阻不计，S1为开关，S2为单刀双掷开关，按电路图接好电器后，将可变电阻器R2和电阻箱R1适当调节后，将单刀双掷开关S2扳到接点1，接通开关S1，调节R2，使两表的读数均为150A，然后将单刀双掷开关S2扳到接点2，调节R1，使标准电流表A2的读数仍为150A，若此时电阻箱各旋钮位置如图．(1)则电流表A1的内阻Rg=________；(2)为了保证两块电表的安全使用，限流电阻R3的阻值应选()．A．100ΩB．150ΩC．10kΩD．15kΩ(3)可变电阻R2的电阻值应选()．A．2kΩB．5kΩC．200ΩD．500ΩRg=R1=22.8ΩDB3.并联分流法如图所示，把R1调到某一合适值，闭合S1与S2，测得电流表G和A的示数分别为I1、I2；断开S2，调R2的值，使G和A的示数分别为I1′、I2′．则I1Rg=I2RA，I1′Rg=I2′(R2+RA)，计算得Rg=．此法精确度较高，但计算与连接线路较繁．）（2121222IIIIRII例4从下表中选取出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A1的内阻r1，画在下面的方框中，要求方法简捷，有尽可能高的精确度，并能测出多组数据．器材(代号)规格电流表(A1)量程10mA，内阻r1待测(约40Ω)电流表(A2)量程500mA，内阻r2=750Ω电压表(V)量程10V，内阻r3=10kΩ电阻(R1)阻值约100Ω，作保护电阻用滑动变阻器(R2)总阻值约50Ω电池(E)电动势1．5V，内阻很小电键(S)导线若干I1r1=I2r24.电流差值法如图10所示，闭合电键S调R1和R2的值，使电流表G和A的示数分别为I1和I2，由并联电路的知识知I1Rg=(I2-I1)R2，整理得Rg=．此法操作简捷，误差小，计算也不复杂，是较好的方法之一．1212)(IRII例5实验中有如下器材：A．电池E，电动势约10V，内阻约1Ω；B．电流表A1，量程10A，内阻约为0.2Ω；C．电流表A2，量程300mA，内阻约为5Ω；D．电流表A3，量程250mA，内阻约为5Ω；E．电阻箱R1，最大值999.9Ω，最小改变量为0.1Ω；F．滑动变阻器R2，最大阻值100Ω，开关S，导线要求用如图11所示的电路测定图中电流表A的内阻；(1)在所给的三个电流表中，哪几个可用此电路精确测出其内阻；(2)在可测的电流表中任选一个作为测量对象；(3)你要读出的物理量是什么？用这些物理量写出待测内阻的计算公式．5．伏安法如图13所示，闭合电键S，调R1的值，记下电流表的示数I，电压表示数U．则Rg=此法操作方便，且学生对伏安法较为熟悉，精度也较高，是比较好的方法之一．IIRU)(1例6电流表的内阻在0.1Ω~0.2Ω之间，现要测量其内阻，可选用的器材如下：A．待测电流表A1(量程0.6A)B．电压表V1(量程3V，内阻为2kΩ)C．电压表V2(量程15V，内阻约为10kΩ)D．滑动变阻器R1(最大阻值10Ω)E．定值电阻R2(阻值5Ω)F．电源E(电动势4V)G．电键S及导线若干(1)电压表应选_______．(2)画出实验电路图，如测得电压表的读数为U，电流表的示数为I，则电流表A1的内阻的表达式为RA=_______．6．欧安法这类考题一般是给出一个被测电流表(无电压表)和一个电阻箱或两个已知的定值电阻，根据全电路欧姆定律求出被测电流表的内阻．例8利用图15所示的电路测量电流表mA的内阻RA．图中R1、R2为电阻，S1、S2为开关，B是电源(内阻可忽略)．(1)根据图电路原理图在图16的实物图上连线．(2)已知R1=140Ω，R2=60Ω，当开关S1闭合、S2断开时，电流表的读数为6.4mA；当S1、S2均闭合时，电流表的读数为8.5mA．由此可以求出RA=_____Ω(保留2位有效数字)．7．借助仪表法例8要测量一块多用电表直流10mA挡的内阻RA(约为40Ω)，除此多用电表外，还有下列器材：直流电源一个(电动势约为1.5V，内阻可忽略不计)，电阻一个(阻值R约为150Ω)，开关一个，导线若干．要求：(1)写出实验步骤；(2)给出RA的表达式【解析】(1)实验步骤如下：①用多用电表的直流电压挡测量电源电动势E；②用多用电表的欧姆挡测电阻阻值R；③将多用电表置于直流10mA挡，与电阻R及开关串联后接在电源两端，合上开关，记下多用电表读数I．(2)RA=E/I-R．【点评】对理想电表是一表一用，即电流表只能测电流且串联在电路中，电压表只能测电压且并联在电路中．但对非理想电表可一表三用，即可当电阻、电流表和电压表使用．值得注意的是：若电流表、电压表中只有一种时，不能用伏安法测电阻．闭合开关S前，将滑动变阻器滑片P移到最右端，并将电阻箱的电阻调至零．闭合S、调节R1的阻值，使电压表的指针指到满刻度，保持P不动，调节R2的阻值，使电压表指针指到刻度的中央，记下此时R2的阻值，在R1R2的条件下，近似认为Rv=R2．实验条件R1R2的满足程度对实验的准确性起决定性作用．为此，R1应选用阻值较小的电阻；R2应选用阻值较大的电阻，并且减小电源电动势是减小R1的一个有效措施．显然，本方法中R1应选用滑动变阻器而R2须选用变阻箱．二、电压表内阻的测量1.半偏法2．等效替代法当两个电阻分别接入同一电路中，如果产生的作用效果相同时，则这两个电阻的阻值必相同．例10某一个内阻不计的电源，一量程足够的电流表，一个阻值足够大的电阻箱，一个单刀双掷开关，导线若干，如何用这些器材测一电压表的内阻？【解析】按图完成电路，首先把开关扳到1位置，读出电流表的示数I0，然后把开关扳到2位置，调节电阻箱，使电流表的示数仍为I0，读出电阻箱的示数R0，则待测电压表的阻值为RV＝R0．3．伏安法伏安法测电阻的原理是部分电路欧姆定律，由R=U/I可知，只要用电表测出通过被测电压表的电流及其电压，即可求出电压表的阻值．4．闭合电路欧姆定律法由闭合电路欧姆定律知，回路的总电流和总电阻成反比．例12有一个内阻可忽略的电池组，两个定值电阻R1、R2，一个单刀双掷开关，若干导线，如何用这些器材测一电压表的内阻？5．串联分压法在串联电路中，导体两端的电压与导体的电阻成正比，即U1/U2=R1/R2．显然，若已知电阻R1和两电阻两端电压u1、u2，即可求得电阻R2．例13实验室中现有器材如下：电池E：电动势约为6V，内阻约为1Ω；电压表V1：量程30V，内阻r1约为30kΩ；电压表V2：量程3V，内阻r2约为3kΩ；电压表V3：量程2.5V，内阻r3约为2.5kΩ；电阻箱R1：最大阻值9999.9Ω，阻值的最小改变量为0.1Ω；滑动变阻器R2：最大阻值50Ω；电键S，导线若干；(1)用此电路可以精确测量所给的三块电压表中的哪几块电压表的内阻？(2)在可测的电压表中任选一个作为测量对象进行测量，在实验中你要读出哪些物理量？用所测量的物理量表示待测电压表的内阻计算公式．6．电桥法把四个电阻连接电桥，当两个电阻间的电势相等时，可利用电桥平衡的条件测待测电阻的阻值．例14有一电源、电键，导线若干，两个定值电阻R1、R2，一个电阻箱，一个滑动变阻器（可用做保护电阻），一个电流计G(中央示数为0)，如何利用这些器材测量电压表的内阻？【解析】按图29完成电路．闭合电键，调节电阻箱，使电流计的示数为0，记下此时电阻箱的读数R0，由电桥平衡的条件可得：R0/R1=RV/R2，所以RV＝R2R0/R1．以上是笔者对电流表和电压表内阻测量的常见方法，应注意给定不同的设备条件和测量要求，选用不同方法．要真正地把握住电阻的测量还得需要在学习的过程中不断地积累，以达到求精的目的．