半偏法测电阻

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2023年2月22日发(作者：中国人民保险公司)

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实验五：半偏法测电阻

一、实验电路图：

二、实验基本步骤：

1.闭合开关S2，调节滑动变阻器的滑片，使电流表达到满偏；

2.保持滑动变阻器的位置不变，闭合开关S1，调节电阻箱，使得电流表达到半偏。

3.可以认为电阻箱的读数就是电流表G的内阻。

基本原理：粗略的认为流过R1的电流与流过电流表的电流各占一半。所以电阻相等。

三、误差分析：

由于闭合开关S1后，整个电路的电阻变小，总电流变大，因此，总电流已经比原来

的满偏电流大了，流过电流表的电流半偏，因此，流过R1的实际电流比满偏电流一

半要大，所以R1的电阻要小于G的电阻，因此，G的测量值小于G的真实值。

四、考察层次：

层次1：考察实验电路图

层次2：考察实验基本步骤

层次3：实验误差分析

五、高考题特点

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1.误差分析：测电压表内阻，测量值大于真实值。

2.实验仪器的选取：滑动变阻器的选择，电源的选取。

【典型例题剖析】

★★[例1]在电流表扩大量程的实验中，要将量程为200μA的电流表G改装成量程为

0.2A的电流表，需先用如图所示的电路即“半偏法”测出此电流表的内电阻Rg．

①在测量Rg的实验中，滑动变阻器有如下的规格供选择：

A．滑动变阻器（阻值范围0～10Ω）

B．滑动变阻器（阻值范围0～1500Ω）

为了便于实验的调节操作，减小误差，滑动变阻器R滑应选用_______．（填入选用器

材的字母代号）A

【分压接法选比较小的电阻，与测量电压表内阻的实验误差分析一样】

②当电阻箱的阻值为R

1

时，调节滑动变阻器滑动头P的位置，使电流表G满偏；保

持滑动头P的位置不动，调整电阻箱接入电路的阻值，当电阻箱的阻值为R

2

时，电

流表G恰好半偏．则电流表G的内电阻Rg=___________．R2

【原理】

★★[例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电阻，

在没有电流表的情况下，某同学设计了如图所示的实验电路，按此电路可以测出电

压表的内电阻．其中R

1

是最大阻值为9999Ω的电阻箱，R

2

是最大阻值为20Ω的滑

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动变阻器．

（1）试根据如图所示的电路图，完成如图所示的实物电路的连线．

（2）根据电路图，按顺序写出本实验的主要操作步骤

________________________________________________________________________

_

________________________________________________________________________

_

点评：此题与2015新课标II卷的的题目非常相似。

★★★[例3]3.在“把电流表改装为电压表”的实验中，测电流表G的内阻时备有下列器

材：

A．待测电流表（量程lmA，内阻约几十欧）

B．滑动变阻器（阻值范围0—100?)

C．滑动变阻器（阻值范围0—20k?)

D．电阻箱（0—999.9?)

E．电阻箱（0—9999?)

F．电源（电动势2V，有内阻）

G．电源（电动势9V，有内阻）

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H．开关．导线

①若采用如图所示电路测定电流表G的内阻，并要求有较高的精确度，以上器材中，

R

1

应选用___________,R

2

应选用____________，电源应选用___________（用器材前

的英文字母表示）。

②实验要进行的步骤有：

A．合上开关S

1

B．合上开关S

2

C．将R

1

的阻值调到最大

D．调节R

1

的阻值，使电流表指针满偏

E．调节R

2

的阻值，使电流表指针偏转到满刻度一半处

F．记下R

2

的阻值并.断开S

1

G．按如图所示连接好实验电路

以上步骤，合理的顺序是________________（用步骤前的英文字母表示）。

【在半偏法测电流时如何选仪器！】

答案：(1)CDG(2)GCADBEF

点评：此题选择仪器的方法与2010北京相似。需要选择电源。

【高考题赏析】

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1.★★【2014安徽】某同学为了测量一个量程为3V的电压表的内阻,进行了如下实验。

(2)为了更准确地测量该电压表的内阻R

V

,该同学设计了图乙所示的电路图,实验步骤如下:

A.断开开关S,按图乙连接好电路;

B.把滑动变阻器R的滑片P滑到b端;

C.将电阻箱R

0

的阻值调到零;

D.闭合开关S;

E.移动滑动变阻器R的滑片P的位置,使电压表的指针指到3V的位置;

F.保持滑动变阻器R的滑片P位置不变,调节电阻箱R

0

的阻值使电压表指针指到1.5V位置,读出此时电阻箱R

0

的

阻值,此值即为电压表内阻R

V

的测量值;

G.断开开关S。

实验中可供选择的实验器材有:

a.待测电压表

b.滑动变阻器:最大阻值2000Ω

c.滑动变阻器:最大阻值10Ω

d.电阻箱:最大阻值9999.9Ω,阻值最小改变量为0.1Ω

e.电阻箱:最大阻值999.9Ω,阻值最小改变量为0.1Ω

f.电池组:电动势约6V,内阻可忽略

g.开关,导线若干

按照这位同学设计的实验方法,回答下列问题:

①要使测量更精确,除了选用电池组、导线、开关和待测电压表外,还应从提供的滑动变阻器中选用(选填

“b”或“c”),电阻箱中选用(选填“d”或“e”)。

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②电压表内阻的测量值R测和真实值R真相比,R测R真(选填“>”或“<”);若R

V

越大,则

真

真

测

｜

R

RR|

越

(选填“大”或“小”)。

【解析】(1)电压表的示数即为等效电路的外电压,由表盘读数可知,现在的欧姆表用的是“×100”挡,故现在的多用表

内阻为1500Ω,由闭合电路欧姆定律可得U=IR=R=1.0V。

(2)①滑动变阻器选用分压式接法,为了便于调节,滑动变阻器应该选用阻值较小的c;电压表半偏时,所串联的电阻

箱的阻值约为3000Ω,故电阻箱应选用d。

②根据闭合电路欧姆定律可知,随着电阻箱阻值变大,电源的外电压随之变大,当电阻箱调至电压表半偏时,此时电

压表与电阻箱两端的总电压比电阻箱阻值为零时要大,故此时电阻箱的实际分压是大于电压表的示数的,故R测>R

真。

R

V

越大,外电阻越大,干路电流越小,外电阻变化时,外电压的变化量越小,故R测误差越小,从而

真

真

测

｜

R

RR|

越小。

答案:(1)1.0(2)①cd②>小

【误区警示】本题中电压表半偏时,电阻箱的电压与电压表电压大小关系不清楚,导致答案错误。

2.★★★【2015新课标II】电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍。某同学利用这一事实测

量电压表的内阻(半偏法),实验室提供的器材如下：

待测电压表(量程3V,内阻约为3000Ω),电阻箱R

0

(最大阻值为99999.9Ω),滑动变阻器R

1

(最大阻值100Ω,额定电

流2A),电源E(电动势6V,内阻不计),开关2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,写出实验步骤：________________________________

。

(3)将这种方法测出的电压表内阻记为

V

R



,与电压表内阻的真实值R

V

相比,

V

R



R

V

(选填“>”“=”或“<”),主要理由是____________________

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。

【解析】(1)将电路图补充完整,如图

(2)①根据电路图连接好电路,并将滑动变阻器的滑片滑到最左端。

②闭合开关S

1

、S

2

,调节滑动变阻器,让电压表达到满偏。

③保持S

1

闭合,断开开关S

2

,滑动变阻器不动,调节可变电阻R

0

,直到电压表达到半偏。

④记下此时R

0

的读数,即为电压表的内阻。

(3)若滑动变阻器分压接法的输出电压保持不变,电压表半偏时电流减小一半,电阻增大为原来的两倍,即电压表的

电阻等于R

0

的电阻,但实际上这个输出电压会略有升高,即R

0

的电阻略大于电压表的内阻,故

V

R



>R

V

。

答案：见解析

3.★★★【2016新课标II】某同学利用图甲所示电路测量量程为2.5V的电压表V的内阻(内阻为数千欧姆)，可

供选择的器材有：电阻箱R(最大阻值99999.9Ω)，滑动变阻器R

1

(最大阻值50Ω)，滑动变阻器R

2

(最大阻值5kΩ)，

直流电源E(电动势3V)，开关1个，导线若干。

实验步骤如下：

①按电路原理图甲连接线路；

②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图甲中最左端所对应的位置，闭合开关S；

③调节滑动变阻器，使电压表满偏；

④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00V，记下电阻箱的阻值。

回答下列问题：

(1)实验中应选择滑动变阻器________(填“R

1

”或“R

2

”)。

(2)根据图甲所示电路将图乙中实物图连线。

(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表

的内阻为________Ω(结果保留到个位)。

(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为________(填正确答案标号)。

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A．100μAB．250μA

C．500μAD．1mA

解析：(1)此实验的实验原理类比于半偏法测电表内阻的实验，电压表所在支路的总电压应该尽量不变化，

故滑动变阻器应选最大阻值小的即选R

1

。

(3)近似认为电压表所在支路的总电压不变，且流过电压表与电阻箱的电流相等，由串联分压特点知＝，则

R

V

＝4R＝2520Ω。

(4)因电压表是由一个表头和电阻串联构成，表头允许的最大电流不会因此改变，则由欧姆定律可知，I满＝＝

A≈1mA。

答案：(1)R

1

(2)连线如图所示

(3)2520(4)D

4.★★★【2010北京】甲同学要把一个量程为200μA的直流电流计G，改装成量范围

是0~4V的直流电压表。

（1）她按图所示电路、用半偏法测定电流计G的内电阻rg，其中电阻R

0

约为1k。

为使rg的测量值尽量准确，在以下器材中，电源E应选用________，电阻器R

1

应选

用_______，电阻器R

2

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）(0~5.1k)

F.电位器（0~51k）

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（2）该同学在开关断开情况下，检查电路连接无误后，将R

2

的阻值调至最大。后续

的实验操作步骤依次是：,,,,最后记录R

1

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S

1

B.闭合S

2

C.调节R

2

的阻值，使电流计指针偏转到满刻度

D.调节R

2

的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半

E.调节R

1

的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半

F.调节R

1

的阻值，使电流计指针偏转到满刻度

【实验步骤】

（3）如果所得的R

1

的阻值为300.0Ω，则图1中被测电流计G的内阻rg的测量值为

______，该测量值_______实际值（选填“略大于”、“略小于”或“等于”）。

【命题立意】本题考查了半偏法测电阻、电流表改装成电压表及校准、器材的选取、

实验步骤、误差分析、电路图的设计等知识点，综合考查了考生的实验探究能力、

推理能力、理解能力等。

【思路点拨】根据半偏法测电阻原理及题意选择器材，注意实验步骤、理解误差来

源、注重电压表的改装及校准、画好电路图。

【规范解答】（１）①若选用电动势1.5Ｖ的电源，则







kRR5.7

10200

5.1

6

02

，

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而Ｒ0≈１k，则kR5.6

2

；若选用电动势6Ｖ的电源，则







kRR30

10200

6

6

02

，

则kR29

2

，所以电阻器Ｒ2只能选择Ｆ；电阻器Ｒ1是要读数的，因此必须选用电阻

箱，所以电阻器

Ｒ1应选用Ｃ；表头满偏时电路中总电阻越大，实验误差越小，所以电源Ｅ应选用B。

②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是：第一步闭

合Ｓ２；

【答案】（1）①BCF②BCAE

③300略小于

点评：此题考察了仪器的选择，实验步骤和误差分析。实验仪器的选择中要注意电

源的选择，根据电表的满篇电流选取。这是个难点。