半偏法测电阻(半偏法测电阻原理及解析)

2025-02-1612:08:23百科知识0

半偏法测电阻是电学实验中频繁考察的一项实验内容,我们必须给予高度重视,深刻理解其原理,避免出现如三分之一偏等常见错误。半偏法包含电流半偏法和电压半偏法两种方法,我们需要深入学习并理解其应用。其本质仍然是闭合电路欧姆定律和数学思想的应用,体现了等效思想的重要性。

一、电流半偏法详解

(1)原理如图所示,其中R为电位器(或滑动变阻器),R′为电阻箱,G为待测电表。实验中需调节R和R',因此必须使用可变电阻。R的具体阻值虽不必读出,但仍需选用合适的滑动变阻器或变阻箱。R'的阻值需读出具体数值,故应选用变阻箱。R可视为电位器。

(2)操作步骤如下

①按照电路图连接好电路,断开S1、S2开关,并将R的阻值调至最大。

②合上S1开关,调整R的阻值,使电表G达到满偏状态。

③保持R的阻值不变,再合上S2开关,调整R'的阻值,使电表G达到半偏状态。

④断开S1和S2开关,记录R'的阻值。

(3)误差分析指出,本实验在R远大于R'的条件下进行。并入R'后,虽然对总电阻影响较小,但干路电流仍会略有增加。测量值R'会比真实值偏小。

(4)若在操作中使G达到满偏的三分之一,则与R'的关系如何呢?根据并联电路知识可知,此时Rg与R'的关系为Rg=2R'。

(5)需要注意的是电位器R的大小需根据公式计算得出。为保证实验中R远大于R',应选择较大的电源电动势。

(6)若无法保证R远大于R'的条件,则需应用闭合电路欧姆定律进行计算。

(7)R的右侧和R'的左侧的连接方式不影响整个电路的运行。

二、电压半偏法详述

(1)原理如图所示,其中R为滑动变阻器,R′为电阻箱,V为待测电表。

(2)操作步骤略。

(3)误差分析指出,本实验在R远小于R'的条件下进行。串入R'后对回路总电阻影响较小,但分压部分的电压会有所增加。测量值R'会大于真实值。

(4)特别提醒,实验中最容易犯的错误是将线错误地连接上。这会导致滑动变阻器无法保护待测电阻,并使干路电流在电阻箱阻值发生变化时发生明显变化。

三、结论总结