怎樣測量多用電錶的內阻（測電錶內阻的方法）

2023-05-27 04:54:39 1

1.伏安法

用一個小量程的電壓表測出電流表兩端的電壓U，由歐姆定律可求出Rᴀ＝U/I，

沒有小量程的電壓表時可以用已知內阻的電流表當電壓表用，電路如圖所示，

2.替代法

（1）替代思想:測電壓表或電流表的內阻時可以使用替代法，即用一個電阻箱來替代原電錶，當調節電阻箱使主電路效果與替換之前相同時，電阻箱的讀數即為所替換的電錶的內阻。

（2）實驗原理圖如圖所示，

實驗中，閉合S₁，S₂接a，調節R′，使兩電錶均有適當的示數，並記下電流表A的示數I；S₂接b，保持R′不變，調節R使電流表A的示數仍為I，記下此時電阻箱的阻值R₀，則待測電流表Aₓ的內阻r＝R₀。若測電壓表的內阻，把圖中待測電流表換成待測電壓表即可，實驗步驟同上。

（3）替代法:如果測量某個物理量比較困難或不方便時，可以用比較容易測量或可以直接測量的物理量等效替代被測量的物理量。

以上兩種實驗中，常用電阻箱來「替代」待測電錶（當然也可以是待測電阻）。待測電錶被替代後，圖中的R′要保持不變，其中電流表A起顯示電路工作狀態的作用。「替代法」最準確。

3.半偏法

（1）「半偏法」測電流表的內阻

①測量原理:電路如圖所示。

閉合S₁，調節R₁使A的指針滿偏；再閉合S₂，調節電阻箱R₂，使A的指針半偏，讀出R₂的值，則 Rg=R₂。

②誤差分析:實驗中當A的指針半偏時，我們認為電路中總電流保持不變，R₂分走了一半的電流，故Rg測＝R₂。而實際上當S₂閉合後電路總電阻變小，總電流變大，當電流表半偏時，通過R₂的電流大於通過電流表的電流，故Rg＞R₂，因此用半偏法測電流表的內阻時測量值相對真實值偏小。實驗中誤差產生的原因是並聯上R₂後總電阻變小，電路中總電流變大了。要減小誤差就應減小因並聯上R₂時電路總電阻變小的影響，因而在電路安全的前提下，常用的減小誤差的措施有:選用較大的R₁、選用較大電動勢的電源等。

（2）「半偏法」測電壓表的內阻

①實驗電路如圖所示，

閉合S之前，電阻箱R的阻值調到零，滑動變阻器R′的滑片P滑到左端。閉合開關S，調節滑片P的位置使V表示數為滿刻度值U₀；保持滑動變阻器滑片位置不變，再調節電阻箱的阻值，使V表示數變為½U₀，讀取電阻箱的阻值R，則有Rv＝R.

②誤差分析:當V表示數變為½U₀時我們認為R分一半電壓，故Rv測＝R。實際上，當V表示數調為滿刻度U₀後，再調電阻箱阻值，使V表示數變為½U₀時，加在V表與R兩端的電壓值實際已超過U₀，即此時電阻箱兩端的電壓值已大於½U₀.因此，Rv測＞Rv，此種方法測量值偏大。實驗中誤差產生的原因是串聯上R後導致電路中A、P兩點間總電阻變大，A、P間電壓變大，V半偏時R兩端的電壓大於電壓表的電壓，故Rv＜R，因此用半偏法測電壓表的內阻時測量值相對真實值偏大。要減小誤差就得減小因串聯R對電路總電阻的影響，因而在安全的前提下可選取阻值較小的滑動變阻器，選用電動勢較大的電源。