5、比较法

某些问题中,因实验器材不具备(缺电流表或电压表),或因实验条件限制,或因实验精度不允许而不能用“伏安法”。这时我们就得依据问题的具体条件和要求重新选择实验原理,用“伏安法”的替代形式--“比较法”来设计实验方案。

例7.从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电流表A1的内阻r1。要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据。

器材代号
规格
电流表(A1)
量程100mA,内阻r1待测(约40Ω)
电流表(A2)
量程500uA,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
开关(K)
 
导线若干
 

(1)画出电路图,标明利用器材的代号。

(2)若选测量数据中的一组来计算r1,则所用的表达式r1=________________,式中各符号的意义是____________________________________。

解析:分析题意知道需测量电流表A1的内阻,按常规思想应用伏安法,将电压表并联在待测电流表两端,但经分析即使该电流表满偏时两端电压仅为0.4V,远小于10V量程。这恰恰就是本题设计考核学生应变能力的“陷阱”

  根据所列仪器的特点,电流表A2内阻已知,由此可采用两电流表并联,因为两电流表两端电压相等即可省去电压的测量,从而减小实验误差,由I2r2=I1r1得r1=

  此题也可理解为“将已知内阻的电流表A2当成电压表使用”。这实际也是伏安法的一种推广形式。

*测量电表内阻Rg的方法:

①替代法(电阻箱)

左图开关先接1,再接2;右图开关先接a,再接b。

③半偏法

I.恒流半偏法测电流表内阻

如图1中E为电源,其电动势为,R1为滑动变阻器,R2为电阻箱,A为电流表,用此电路,经以下步骤可近似测得A的内阻R­A:①闭合K1,断开K2,调节R1,使电流表读数等于量程I0;(要注意不要使通过电流表的电流超过它的满偏电流值,以免把电表烧坏)②保持R1不变,闭合K2,调节R2,使电流表读数等于(半偏),然后读出R2的值,当R1比R2大很多时接入R2后,干路中电流变化不大,因此可以取RAR2。(偏小)

(适合测量电流表小电阻,要求R1>>RA)

改进方法:干路串联一个电流表控制Ig不变。

II.恒压半偏法测电压表内阻

某同学设计了用如图2所示的电路测量量程为1V的电压表的内阻RV(RV在800到900Ω之间),实验方法和步骤是:

①断开开关S,按图连好电路

②把滑动变阻器的触头P滑到b端

③将电阻箱的阻值调到零

④闭合开关S

⑤调节滑动变阻器R的阻值,使电压表的示数为1V(满偏)

⑥调节电阻箱R0的阻值使电压表示数为0.5V,(半偏)读出此时电阻箱R0的阻值,此值即为电压表的内电阻RV的测量值;

⑦最后断开开关S。

(适合测量电压表大电阻,要求RV>> R)

改进方法:Pb间并联一个电压表控制Ug不变。

当RV远大于 R时,能保正Pb两端的电压恒定为电压表的量程1V,调节电阻箱R0的阻值使电压表示数为0.5V,(半偏)即与之串联的电阻箱两端的电压也是0.5V,串联分压,电压与阻值成正比,读出此时电阻箱R0的阻值,即有RV= R0。(偏大)

 0  135947  135955  135961  135965  135971  135973  135977  135983  135985  135991  135997  136001  136003  136007  136013  136015  136021  136025  136027  136031  136033  136037  136039  136041  136042  136043  136045  136046  136047  136049  136051  136055  136057  136061  136063  136067  136073  136075  136081  136085  136087  136091  136097  136103  136105  136111  136115  136117  136123  136127  136133  136141  447348 

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网