题目内容

2.用半偏法测电流表内阻,提供的器材如下:
干电池(电动势E约为1.5V,内阻r约为10Ω)  待测电流表A(0~50μA,内阻约4kΩ)  电阻箱R1、R2(均为0~99999.9Ω)          电键、导线若干.
(1)实验电路如图,有关实验操作及测量如下:
①只闭合S,当调节R1到26090.0Ω时,电流表A满偏;
②再闭合S1,R2调为3770.0Ω时,电流表A半偏,由此可得电流表的内阻Rg的测量值为3770.0Ω.
(2)半偏法测量电流表内阻时,要求R1>>Rg(比值$\frac{{R}_{1}}{{R}_{g}}$越大,测量误差越小),本实验中R1虽比Rg大,但两者之比不是很大,因此导致Rg的测量误差较大.具体分析如下:电流表A半偏时的回路总电阻比满偏时的回路总电阻偏小(填“偏大”或“偏小”),导致这时的总电流变大(填“变大”或“变小”),半偏时R2小于Rg(填“大于”或“小于”).
(3)为减小Rg的测量误差,可以通过补偿回路总电阻的方法,即把半偏时回路的总电阻的变化补回来.具体的数值可以通过估算得出,实际操作如下:在(1)中粗测出Rg后,再把R1先增加到2795Ω[用第(1)问中的有关条件求得具体数值],再调节R2使电流表半偏.用这时R2的值表示Rg的测量值,如此多次补偿即可使误差尽量得以减小.

分析 (1)半偏法测电阻认为电流表与电阻并联后总电压不变,则电流表的内阻=所并联电阻值.
(2)并联电阻后,由并联电路特点知总电阻变小,则总电流变大,而电电流表的电流为原来的二分之一,故通过并联电阻的电流大于电流表的电流,故其阻值小于电流表的电阻.
(3)当并联同阻值的电阻后,并联部份阻值变为原来的一半,则串联的电阻阻值要增加所测出电阻的一半.

解答 解:(1)根据半偏法测电阻原理得电流表的内阻=所并联电阻值,则电流表的内阻为3770.0Ω;
(2)根据并联电路知识得电流表的内阻与R2并联后总电阻会偏小.根据闭合电路欧姆定律得并联电阻后总电流变大,
根据并联电阻分流得通过并联电阻的电流大于电流表的电流,则其电阻小于电流表的内阻,即R2小于Rg;
(3)并联等值电阻后,并联部分电阻减少了原来的一半,则串阻部分要增加同等阻值.增加后为26090+$\frac{3770.0}{2}$=27975Ω.
再调节R2使电流表 半偏.用这时R2的值表示Rg的测量值,如此多次补偿即可使误差尽量得以减小;
故答案为:(1)3770.0; (2)偏小;变大;小于;(3)2795;半偏.

点评 本题考查了半偏法测的电流表内阻实验,考查了实验误差分析、求电流表内阻等问题,理解实验原理是解题的前提与关键.

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