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R1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R2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R1是最大阻值为9999Ω的电阻箱，R2是最大阻值为20Ω的滑动变阻器．（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）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，R1应选用___________, R2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S1B．合上开关S2C．将R1的阻值调到最大D．调节R1的阻值，使电流表指针满偏E．调节R2的阻值，使电流表指针偏转到满刻度一半处F．记下R2的阻值并.断开S1G．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)C D G (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】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R0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R0的阻值使电压表指针指到1.5V位置,读出此时电阻箱R0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2 000Ωc.滑动变阻器:最大阻值10Ωd.电阻箱:最大阻值9 999.9Ω,阻值最小改变量为0.1Ωe.电阻箱:最大阻值999.9Ω,阻值最小改变量为0.1Ωf.电池组:电动势约6 V,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”)。
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 R R -|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3 000Ω,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 R R -|越小。
答案:(1)1.0 (2)①c d ②> 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3 V,内阻约为3 000Ω),电阻箱R 0(最大阻值为99 999.9Ω),滑动变阻器R 1(最大阻值100Ω,额定电流2 A),电源E(电动势6 V,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,R'R V(选填“>”“=”或“<”),主要理由是____________________V。
【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S1、S2,调节滑动变阻器,让电压表达到满偏。
③保持S1闭合,断开开关S2,滑动变阻器不动,调节可变电阻R0,直到电压表达到半偏。
④记下此时R0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R0的电阻,但实际上这个输出电压会略有升高,即R0的电阻略R'>R V。
大于电压表的内阻,故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2.5 V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99 999.9 Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值50 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值5 kΩ)，直流电源E(电动势3 V)，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2.00 V，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“R1”或“R2”)。
(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630.0 Ω，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)。
A ．100 μAB ．250 μAC ．500 μAD ．1 mA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2R V ＝2.5－2R，则R V ＝4R ＝2 520 Ω。
(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＝U 满R V ＝2.52 520A ≈1 mA 。
答案：(1)R 1 (2)连线如图所示(3)2 520 (4)D4.★★★【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 ）（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 1B.闭合S 2C.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”）。