半偏法测电表内阻
半偏法测电表的内阻
半偏法测电压表和电流表的内阻原理分析一、电流表的半偏法首先闭合S1,调节滑动变阻器R使得G带测灵敏电流表示数最大(满偏).然后保持S1闭合,滑动变阻器不动,闭合S2,并调节变阻器R',使得G带测灵敏电流表示数为最大示数的一半,即电流为之前的一半(半偏).记下此时变阻器R'的电阻大小(可以直接读出),该电阻即为G带测灵敏电流表的电阻大小.误差分析:由于该过程中,R的电阻较大,我们近似的把整个过程中的干路电流当作不变的. 但是实际情况中,随着S2的闭合,整个电路中的电流将会变大,但实际上我们仍然按照电流不变时的电流来计算的,所以将导致通过G带测灵敏电流表的电流为原来一半时(半偏),通过变阻器R'的电流将比通过G 带测灵敏电流表的电流要大,又因为R'与G 并联,电压一样,所以实际的变阻器读数R'将小于G带测灵敏电流表的电阻(内阻).所以,半偏法测电阻测出的电阻要小于实际电阻,原因是电流将要改变.电压表的半偏法原理相似。
二、电压表的半偏法如图所示为半偏法测电压表内阻R2的电路图．(1)闭合S前，变阻器滑片P应置于____，R2应调到____．(2)试从下述器材中选出必要且适当的器材，用于测定一只伏特表(R V=5 kW ，V m=10 V)的精确内阻值：A．电阻箱：0～20 W ；B．电阻箱：0～9999 W ；C．电位器：0～20 kW ；D．电阻器：0～750 W ；E．变阻器：0～20 W ；F．电源：E=6 V，I N=0.5 A；G．电源：E=12 V；I N=1.0 A；H．电源：E=36 V，I N=1.5 A；Ⅰ．开关一只，导线若干．①电源应选择____；②R1应选择____；③R2应选择____．(3)测量值____R V 的真实值(填“大于”“小于”或“等于”)答案：解析：设计意图：本题考查半偏法测电阻的基本实验技能．解析：(1)本实验测量电压表内阻采用了半偏法，其实验步骤是：将R2阻值调到“0”，调节R1，使伏特表示数满偏；调节R2，使伏特表示数达半偏，读出R2的阻值，认为它就是伏特表的内阻．(2)在该实验中，在调节R2的过程中干路电流不发生变化，理由是伏特表电阻较大和选用较小的变阻器R1，尽量减小伏特表支路对整个电路的电流影响，因此R1应选择E．伏特表内阻较大，R2还要求是一个电阻箱，因此应选B．因为调节R1的滑片P使伏特表示数达满偏，最基本的要求是电源电动势大于伏特表量程，即10 V，自然排除F，若选用H，则在实验开始时，电路中电流为：I=A=1.8 A>IN．因此电源将被烧坏，所以电源选G．(3)在实验完毕后的误差分析上，由于调节电阻后，电路总电阻增大，则干路电流减小，伏特表所在支路两端电压增大，而伏特表两端电压为原来的一半，现在电阻箱R2两端电压大于伏特表满偏电压的一半，因此R2>RV才能保证此支路电流相等．易错点：很多学生在该实验选择仪器上出现较多错误，其原因是对半偏法测电阻的本质内容掌握不够深刻．答案：(1)A端；0(2)①G②E③B(3)大于解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．8、这个世界并不是掌握在那些嘲笑者的手中，而恰恰掌握在能够经受得住嘲笑与批忍不断往前走的人手中。
半偏法测电阻和测电源电动势及其内阻的测量误差
半偏法测电阻和测电源电动势及其内阻的测量误差1、半偏法测电阻测电流表内阻和测电压表内阻都可以用半偏法，《限流半偏法》（滑动变阻器R01限流法连接：因为测量电路的等效电阻太小）（测量结果偏小）（1）实验原理如图1所示，其中R01为滑动变阻器，R′为电阻箱，G为待测电表。
（2）实验操作顺序①按原理图连结好电路，断开S1、S2，将R01阻值调到最大；②合上S1，调节R01，使电表G达到满偏；③保持R01阻值不变，再合上S2，调节R′，使G达到半偏；④断开S1，记下R′的阻值；⑤在R01>>R′时，G表的内阻R g=R′。
（3）误差分析本实验是在R01>>R′的情况下，并入R′后，对总电阻影响很小，即认为干路电流仍等于I g时，R g=R′。
但实际上并入R′后，总电阻减小，干路电流I>I g，通过R′的电流I R'>I g/2，因此，R g>R′。
所以测量值比真实值偏小，而且R g越小，测量误差越小。
下面结合实验步骤用图示详细说明：实验操作顺序①按原理图连结好电路（如半偏法误差分析用图1所示），断开S1、S2，将R01阻值调到最大；（为了说明电流的变化情况在干路中有多连了一块相同的电流表G2，待测表为G1）②合上S1，调节R01，使电表G1达到满偏；此时另一块电流表G2的指针位置也在满刻度处（如半偏法误差分析用图2所示）③保持R01阻值不变，再合上S2，调节R′，使G1达到半偏（如半偏法误差分析用图3所示）；此时另一块电流表G2的指针位置由于并入R′已经越过了满刻度处（如半偏法误差分析用图4所示）④断开S1，记下R′的阻值；⑤在R01>>R′时，G1表的内阻R g=R′。
显然此时通过R′的电流I R'>I g/2，因此，R g>R′。
《分压半偏法》（滑动变阻器R02分压法连接：因为测量电路的等效电阻太大，测量结果偏大）（1）实验原理如图2所示，其中R为滑动变阻器，R′为电阻箱，V为待测电表。
11.9电表内阻的测量和改装(原卷版)--2024高考一轮复习100考点100讲
2024年高考一轮复习100考点100讲第11章 恒定电流第11.9讲 电表内阻的测量和改装【知识点精讲】一、半偏法测量电表内阻 1．半偏法测电流表内阻 (1)实验电路图，如图所示。
(2)实验步骤。
①按如图所示的电路图连接实验电路；②断开S 2，闭合S 1，调节R 1，使电流表读数等于其量程I m ；③保持R 1不变，闭合S 2，调节R 2，使电流表读数等于12 I m ，然后读出R 2的值，则R A ＝R 2。
(3)实验条件：R 1≫R A 。
(4)测量结果：R A 测＝R 2<R A 。
(5)误差分析：当闭合S 2时，总电阻减小，总电流增大，大于原电流表的满偏电流，而此时电流表半偏，所以流经R 2的电流比电流表所在支路的电流大，R 2的电阻比电流表的电阻小，而我们把R 2的读数当成电流表的内阻，故测得的电流表的内阻偏小。
2．半偏法测电压表内阻 (1)实验电路图，如图所示。
(2)实验步骤①按如图所示的电路图连接实验电路；②将R 2的值调为零，闭合S ，调节R 1的滑片，使电压表读数等于其量程U m ；③保持R 1的滑片不动，调节R 2，使电压表读数等于12U m ，然后读出R 2的值，则R V ＝R 2。
(3)实验条件：R1≪R V。
(4)测量结果：R V测＝R2>R V。
(5)误差分析：当R2的值由零逐渐增大时，R2与电压表两端的电压也将逐渐增大，因此电压表读数等于12U m时，R2两端的电压将大于12U m，使R2>R V，从而造成R V的测量值偏大。
显然电压表半偏法适用于测量内阻较大的电压表的电阻。
二、电表改装1.电压表、电流表的改装改装为大量程电压表改装为大量程电流表原理串联电阻分压并联电阻分流改装原理图分压电阻或分流电阻U＝I g R＋I g R g，所以R＝UI g－R gI g R g＝(I－I g)R，所以R＝I g R gI－I g改装后的电表内阻R V＝R＋R g>R g R A＝RR gR＋R g<R g(1)无论是将表头改装成电压表还是电流表，都没有改变表头的参数，即表头的满偏电压U g、满偏电流I g都不发生变化，只是由分压或者分流电阻R承担了部分电压或电流。
半偏法测电表内阻
半偏法测电压表和电流表的内阻考点一：电流表的半偏法测量步骤：首先，闭合S1,调节滑动变阻器R使得G带测灵敏电流表示数最大(满偏).；然后，保持S1闭合,滑动变阻器不动,闭合S2,并调节变阻器R',使得待测灵敏电流表示数为最大示数的一半,即满偏时的一半(半偏).；记下此时变阻器R'的电阻大小(可以直接读出),该电阻即为待测灵敏电流表的电阻大小。
误差分析：由于该过程中,R的电阻较大,我们近似的把整个过程中的干路电流当作不变的（在选择仪器的时候要保证其它部分的电阻之和要远大于并联部分，所以干路上的滑动变阻器一般选较大的，对应电源也要选择电动势较大的）。
实际情况中,随着S2的闭合,整个电路中的电流将会变大,当表头半偏时，流过电阻箱的电流大于流过表头的电流，所以电阻箱阻值小于表头内阻。
但我们还是认为干路电流不变，认为流过电阻箱的电流等于流过表头的电流，即电阻箱阻值等于表头内阻。
所以测量结果比真实值偏小。
典例分析：例1.（1）甲同学要把一个量程为200μA的直流电流计，改装成量范围是0～4V的直流电压表。
①他按图所示电路、用半偏法测定电流计的内电阻r g，其中电阻R0约为1kΩ。
为使r g的测量值尽量准确，在以下器材中，电源E应选用，电阻器R1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（0～999.9Ω）D．滑动变阻器（0～500Ω）E．电位器（一种可变电阻，与滑动变阻器相当）（0～5.1kΩ）F．电位器（0～51kΩ）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S1B．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R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半F．调节R1的阻值，使电流计指针偏转到满刻度③如果所得的R1的阻值为300．0Ω，则图1中被测电流计的内阻r g的测量值为Ω，该测量值实际值（选填“略大于”、“略小于”或“等于”）。
(精选)半偏法测电表内阻
（精选）半偏法测电表内阻
半偏法测电表内阻，是一种测量电表内阻值的方法，适用于直流电桥或者交流电桥测量电表内阻值的情况。
具体操作步骤如下：
1. 连接电路。
将电源正极、电表、待测电器三个元件依次相连，电源负极与待测电器负极连接。
2. 调整电桥平衡。
用电阻调整电桥平衡，使得电桥两端电压差为零。
3. 测量电流和电压。
在电表上插入感性负载，测量电表两端的电压和电流，记录数据。
4. 计算内阻。
根据公式 R=(V1-V2)/I 计算电表的内阻 R。
需要注意的是，测量时应保证电源电压稳定，电表内部无故障，并尽量减少电路内的干扰。
另外，在测量交流电桥时，应注意电桥两个端口的相位，以保证测量结果的准确性。
专题半偏法测内阻
半偏法测内电阻重点：半偏法测内电阻的步骤和误差分析1. 用半偏法测电流表的内阻 应用右图电路测量电流表的内阻：步骤：（1）先将R 调到最左端，闭合S,断开S 2,调节R 使电流表满偏;（2） 使R 不变，闭合S2调节电阻箱R 使电流表指到满刻度的一半;（3） 此时电阻箱R '的读数即为电流表的内阻R A .误差分析：闭合S2, R '与被测电流表并联，使总电阻减小，所以总电流增大，由 于通过电流表的电流为满偏电流的一半（是真实的），所以通过 R 的电流大于 通过电流表的电流，根据并联电路分流原理， R '的电阻小于电流表的内阻，测 量结果偏小。
减小误差的方法：使电路里面的电流变化很小，所以R>> R A 同时要求R 要比R A 稍微大点，电源要尽可能的选择电动势大的（首< I g ）。
（电路中，R只能用 电阻箱，而不能用滑动变阻器。
R 一般使用滑动变阻器，也可用电阻箱） 例1.在把电流表改装成电压表的实验中，需要利用如图所示的电路测定电流表 的内阻，其主要操作步骤如下：① 接通S1,调节R1,使电流表指针偏转到满刻度;② 再接通S2,调节R2,使电流表指针偏转到满刻度的一半;③ 读出R2的阻值，即认为电流表的内阻rg=R2 现备有如下器材:A. 电流表（量程B. 电阻箱（范围C. 电阻箱（范围D. 电阻箱（范围E. 电源（电动势3V,内阻不计）F. 电源（电动势6V,内阻不计）G 开关和若干导线（1）电路图中R1应选 _____ , R2应选 _____ .电源应选 ______ （填入所选器材 的字母代号）（2）实验中读得R2的阻值为100Q,若将此电流表改装成量程为 3V 的电压表, 应 ______ 联一个阻值为 ________ Q 的电阻.【分析】根据半偏法测量电流表内阻的原理进行器材的选择；电流表改装成电压表要串联一个大电阻分压.【解答】解：（1）由“半偏法测量电流表内阻原理” S2打开与闭合，近似认为 干路中电流不变，前提是R >> Rg.故实验器材选择应满足：①电源电动势尽可 能大，选F ②R 尽可能大.所以R1选用大量程的电阻箱D, R2选用量程跟电流 表内阻差不多的即可，选 C.0〜100卩A,内阻约为100Q)0〜10Q)0 〜9999 Q )0 〜99999 Q )故答案为：D, C. F.(2)电流表改装成电压表要串联一个大电阻分压U=lg( R2+R 3V=100 X 10-6 (100+R) 得：R=29900Q2. 用半偏法测电压表的内阻应用右图电路测量电压表的内阻步骤：(1)先将R调到最左端，闭合S和S2,调节R使电压表满偏；(2)使R不变，断开S2调节口使电压表指到满刻度的一半；(3)此时电阻箱R的读数即为电压表的内阻F V.误差分析：在半偏法测电压表内阻电路中，在断开S2时，弓|起总电阻增大，分压电路分得的电压将超过原电压表的满偏电压，调节R使电压表半偏时，R上的电压将比电压表半偏电压大，故R的电阻比电压表的内阻大，所以测得电压表内阻偏大.注：在上述电路中，R只能用电阻箱，而不能用滑动变阻器，其阻值只需比电压表的电阻大一点就可以了，R一般使用滑动变阻器，其阻值要求较小，以减小因闭合S而引起总电压的变化，从而减小误差。
电学实验-半偏法测内阻
实验二：半偏法测电流表、电压表内阻1. 用半偏法测电流表的内阻步骤： （1）先将R 调到最左端，闭合S 1，断开S 2，调节R 使电流表满偏；（2）使R 不变，闭合S ２调节电阻箱'R 使电流表指到满刻度的一半；（3）此时电阻箱'R 的读数即为电流表的内阻A R ．误差分析：测量结果偏 。
减小误差的方法：电源要尽可能的选择 。
例1.在把电流表改装成电压表的实验中，需要利用如图所示的电路测定电流表的内阻，其主要操作步骤如下：①接通S1，调节R1，使电流表指针偏转到满刻度；②再接通S2，调节R2，使电流表指针偏转到满刻度的一半；③读出R2的阻值，即认为电流表的内阻rg=R2现备有如下器材：A ．电流表（量程0～100μA ，内阻约为100Ω）B ．电阻箱（范围0～10Ω）C ．电阻箱（范围0～9999Ω ）D ．电阻箱（范围0～99999Ω ）E ．电源（电动势3V ，内阻不计）F ．电源（电动势6V ，内阻不计）G ．开关和若干导线（1）电路图中R1应选 ，R2应选 ．电源应选 （填入所选器材的字母代号）（2）实验中读得R2的阻值为100Ω，若将此电流表改装成量程为3V 的电压表，应 联一个阻值为 Ω的电阻．2.用半偏法测电压表的内阻步骤： （1）先将R 调到最左端，R /阻值调到零，闭合S 1和 S 2，调节R 使电压表满偏；（2）使R 不变，断开S ２调节R / 使电压表指到满刻度的一半；（3）此时电阻箱R / 的读数即为电压表的内阻R V ．误差分析：测得电压表内阻偏 ．减小误差的方法：滑动变阻器选择阻值 的。
例 2 电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表的电流的两倍．某同学利用这一事实测量电压表的内阻（半偏法）实验室提供材料器材如下：待测电压表（量程3V ，内阻约为3000Ω），电阻箱R0（最大阻值为99999.9Ω），滑动变阻器R1（最大阻值100Ω，额定电流2A ），电源E （电动势6V ，内阻不计），开关两个，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．（2）根据设计的电路写出步骤 ；（3）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 （填“＞”“＝”或“＜”），主要理由是 ．1.一电流表的量程标定不准确，某同学利用如图1所示电路测量该电流表的实际量程Im．所用器材有：量程不准的电流表A1，内阻r1=10.0Ω，量程标定为5.0mA；标准电流表A2，内阻r2=45.0Ω，量程1.0mA；标准电阻R1，电阻为10.0Ω；滑动变阻器R，总电阻为300.0Ω；电源E，电动势3.0V，内阻不计；保护电阻R2；开关S；导线．回答下列问题：（1）开关S闭合前，滑动变阻器的滑动端c应滑动至端．（2）开关S闭合后，调节滑动变阻器的滑动端，使电流表A1满偏；若此时电流表A2的读数为I2，则A1的量程Im= ．（3）若测量时，A1未调到满偏，两电流表的示数如图2所示，从图中读数A1的示数I1= ，A2的示数I2= ；由读出的数据计算得Im= ．（保留3位有效数字）2.现有一量程为 3V的电压表，内阻约为 3kΩ．为了较准确地测量其内阻，在没有电流表的情况下，某同学设计了如图1所示的实验电路，按此电路可以测出电压表的内电阻。
04.半偏法测电阻
实验：半偏法测电阻一、半偏法测量电流表的内阻（测小电阻） 1. 测量原理电路图如图所示，第一步，闭合1S ，调节1R 使电流表指针满偏；第二步，保持1R 不变，再闭合2S ，调节电阻箱2R ，使电流表指针半偏，读出2R 的值，则2R R g 。
2. 误差分析：当闭合1S 并使电路电流为g I 时，闭合2S ，电路总电流大于g I ，故闭合2S 后，通过电流表的电流为2g I 时，通过2R 的电流大于2g I 。
由于2R 与电流表并联，故2R <g R .为减小实验误差，应使1R 远大于g R ，这样由于2R 的并入对电路中的电流影响不大。
3.注意事项（1）电阻箱2R 不能用滑动变阻器替代。
（2）1R 远大于g R 本质上指的是滑动变阻器接入电路中的阻值远大于g R 。
（3）在保证电路正常工作时，E 尽量选大一些。
二、半偏法测量电压表的内阻（测大电阻） 1. 测量原理实验电路图如图所示，第一步，闭合开关S 之前，将电阻箱R 的阻值调到零，滑动变阻器'R 的滑片P 滑到左端。
第二步，闭合开关S ，调节滑片P 的位置使电压表示数为满刻度0U 。
第三步，保持滑动变阻器滑片位置不变，再调节电阻箱的阻值，使电压表示数为021U （半偏）， 读取电阻箱的阻值R ，则有V R =R 。
2. 误差分析考虑到实际情况，当把电压表示数调为满刻度0U 后，再调电阻箱阻值，使电压表示数变为021U 时，加到电压表与R 两端的电压值实际已超过0U ，即此时电阻箱两端的电压值已大于021U 。
因此R >V R ,即测V R >真V R ,此种方法测量值偏大。
应使'R 远小于V R 。
3.注意事项（1）电阻箱R 不能用滑动变阻器替换。
（2）'R 远小于V R 本质上指的是'R 与并联的部分的阻值远小于V R 。
（3）在保证电路正常工作时，E 尽量选大一些。
综上所述，当待测电阻阻值远大于滑动变阻器的总电阻时，用电压半偏法，测量值偏大；当待测电阻远小于滑动变阻器总电阻时，用电流半偏法，测量值偏小。
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RV
Rx
Rx
U1 U2 U2
RV
半偏法测电表内阻
一、半偏法的设计原理
1．电流表半偏法
如图1所示是用半偏法测电流表内阻的电路．实 验时，先断开开关S2，闭合开关S1，调节R1使电 流表指针满偏．然后保持R1不变，闭合开关S2，调 节Ｒ2，使电流表的指针处于半偏状态，则电流表 的内阻Rg=Ｒ2．
G
R1
S2
R2
S1 图1
2．电压表半偏法
如图2所示是用半偏法测电压表内阻的 电路．实验时，先闭合开关S1和开关S2， 调 滑 表节 片 的R不指0动针使，半电断偏压开 ，表开 则指关 电针压S满2表，偏的调．内节然阻Ｒ后R，保V使持＝电RＲ0压．的
二、半偏法的系统误差分析
1．电流表半偏法测内阻的误差分析
G
R1
RA的测量值小于真实值
S2 R2
S1
2．电压表半偏法测内阻的误差分析
RV的测量值大于真实值
三、半偏法的实验条件
R0 100 RA
E尽量大
G
R1
S2 R2
S1
R0 Байду номын сангаас RV
等效替代法测电阻
Rg
A1
R1
1 S2
A2
2
R2
R3 3V S1
比较法测电压表电阻
v
v
RX
甲、
乙
甲图中的电压表的电压U1、 乙图中的电压表的电压U2
U2 U1 U2