半偏法测电阻专题解析,高考复习必备
图1)
图2)
图1)中:
经复杂计算可得:
即:测量值偏大
,
与r的电阻影响
减小
的阻值,但不能无限制减少,当
时,仅剩
与r分E,此时误差最小。
2)中:
经复杂计算得:
方法一
即测量值偏小
误差根源:
的电阻值
减小误差方法:增大
的阻值
讨论:
阻值增大,导致电路电流减小,为使得电流为
,需增大电源的E。
方法二
即:测量值偏小
分析:要减少误差应增加
,其它分析同方法一。
方法三
误差=
即:要减小误差需减少
的比值,由于
为定值,只好增大E,此处与方法一、二的分析是统一的。
对改装电表的影响
图1)中:
①对
的影响
由
知
所串入电阻偏大,导致电路电流偏小,
示数偏小,即
读数偏小。
②对
的影响
由
知
所并入电阻偏大,分流偏小,
示数偏大,即
读数偏大。
图2)中:
①对
的影响:
由
知
所串入电阻偏小,导致电路电流偏大,
示数偏大,即
读数偏大。
②对
的影响:
由
知
所并入电阻偏小,分流偏大,
示数偏小,即
读数偏大。
例1. 下图中E为电源,其电动势为E,
为滑线变阻器,
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
;
①闭合
,断开
,调节
,使电流表读数等于其量程
;
②保持
不变,闭合
,调节
,使电流表读数等于
,然后读出
的值,取
。
(1)按上图所示电路在下图所给出的实物图中画出连接导线。
(2)真实值与测得值之差除以真实值叫做测量结果的相对误差,即
。试导出它与电源电动势E、电流表量程
及电流表内阻
的关系式。
(3)若
,真实值
约为30Ω,要想使测量结果的相对误差不大于5%,电源电动势最小应为多少伏?
解析:
首先题中给出了实验电路图,让连接实物图,只要正确识别各元件的结构,找出两图中符号与实物元件间的对应关系,连接相应的导线即完成连接,第二要求相对误差,就要理解什么是相对误差,还需要弄清本实验产生误差的原因,闭合
,断开
时,电流表读数
;
保持
不变,闭合
,调节
,当电流表读数等于
时,题中取
,即认为
中电流也为
,总电流仍为
,实际上,当
并联后,闭合电路的总电阻减小了,总电流
,
中电流大于
,所以
将小于
,这就造成本实验的测量值
小于实际值
,产生了实验误差,只要我们利用两个步骤的电路,用闭合电路欧姆定律,找出
的实际关系,问题就解决了。
答案:
(1)连线如下图所示
(2)由闭合电路欧姆定律对步骤①有
对步骤②有
解得
(3)由(2)所得及题中要求,可知
因此,
,故电源电动势的最小值为6V。
例2. 如图所示,将一个改装的电流表接入电路和进行校准,发现待测表的读数比标准表的读数偏大一些,如表头G的
是准确的,出现的误差可能是下述哪种原因引起的( )
A.
的测量值比真实值偏大
B.
的测量值比真实值偏小
C. 所并联的
比公式
计算出的
偏小
D. 所并联的
比公式
计算出的
偏大
解析:
待测表的读数偏大,表明通过待测表的G的电流比标准表的G的电流强度大,使G的指针偏转较大,反映了
支路分去的电流太少,即
太大,由并联电路
,有
,所以
,在
与I准确时,
的阻值偏大或偏小,直接反映了
的测量比真实值是偏大还是偏小,所以选项A正确,B错误。
同理,当
为准确的,则
也相对准确,由上述分析
偏大,即
,此时通过G的电流大,待测表的指针偏转就大,所以选项D正确。
答案:AD