半偏法测电阻专题解析,高考复习必备

01
电路
02
测量值

图1)

图2)

03
真实值

图1)中:

经复杂计算可得:

即:测量值偏大

04
误差根源

与r的电阻影响

05
减小误差的方法

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

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

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:

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:

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

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