1.伏安法

用一个小量程的电压表测出电流表两端的电压U,由欧姆定律可求出Rᴀ=U/I,

怎样测量多用电表的内阻(测电表内阻的方法)(1)

没有小量程的电压表时可以用已知内阻的电流表当电压表用,电路如图所示,

怎样测量多用电表的内阻(测电表内阻的方法)(2)

2.替代法

(1)替代思想:测电压表或电流表的内阻时可以使用替代法,即用一个电阻箱来替代原电表,当调节电阻箱使主电路效果与替换之前相同时,电阻箱的读数即为所替换的电表的内阻。

(2)实验原理图如图所示,

怎样测量多用电表的内阻(测电表内阻的方法)(3)

实验中,闭合S₁,S₂接a,调节R′,使两电表均有适当的示数,并记下电流表A的示数I;S₂接b,保持R′不变,调节R使电流表A的示数仍为I,记下此时电阻箱的阻值R₀,则待测电流表Aₓ的内阻r=R₀。若测电压表的内阻,把图中待测电流表换成待测电压表即可,实验步骤同上。

(3)替代法:如果测量某个物理量比较困难或不方便时,可以用比较容易测量或可以直接测量的物理量等效替代被测量的物理量。

以上两种实验中,常用电阻箱来“替代”待测电表(当然也可以是待测电阻)。待测电表被替代后,图中的R′要保持不变,其中电流表A起显示电路工作状态的作用。“替代法”最准确。

3.半偏法

(1)“半偏法”测电流表的内阻

①测量原理:电路如图所示。

怎样测量多用电表的内阻(测电表内阻的方法)(4)

闭合S₁,调节R₁使A的指针满偏;再闭合S₂,调节电阻箱R₂,使A的指针半偏,读出R₂的值,则 Rg=R₂。

②误差分析:实验中当A的指针半偏时,我们认为电路中总电流保持不变,R₂分走了一半的电流,故Rg测=R₂。而实际上当S₂闭合后电路总电阻变小,总电流变大,当电流表半偏时,通过R₂的电流大于通过电流表的电流,故Rg>R₂,因此用半偏法测电流表的内阻时测量值相对真实值偏小。实验中误差产生的原因是并联上R₂后总电阻变小,电路中总电流变大了。要减小误差就应减小因并联上R₂时电路总电阻变小的影响,因而在电路安全的前提下,常用的减小误差的措施有:选用较大的R₁、选用较大电动势的电源等。

(2)“半偏法”测电压表的内阻

①实验电路如图所示,

怎样测量多用电表的内阻(测电表内阻的方法)(5)

闭合S之前,电阻箱R的阻值调到零,滑动变阻器R′的滑片P滑到左端。闭合开关S,调节滑片P的位置使V表示数为满刻度值U₀;保持滑动变阻器滑片位置不变,再调节电阻箱的阻值,使V表示数变为½U₀,读取电阻箱的阻值R,则有Rv=R.

②误差分析:当V表示数变为½U₀时我们认为R分一半电压,故Rv测=R。实际上,当V表示数调为满刻度U₀后,再调电阻箱阻值,使V表示数变为½U₀时,加在V表与R两端的电压值实际已超过U₀,即此时电阻箱两端的电压值已大于½U₀.因此,Rv测>Rv,此种方法测量值偏大。实验中误差产生的原因是串联上R后导致电路中A、P两点间总电阻变大,A、P间电压变大,V半偏时R两端的电压大于电压表的电压,故Rv<R,因此用半偏法测电压表的内阻时测量值相对真实值偏大。要减小误差就得减小因串联R对电路总电阻的影响,因而在安全的前提下可选取阻值较小的滑动变阻器,选用电动势较大的电源。

怎样测量多用电表的内阻(测电表内阻的方法)(6)

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