电表内阻的测定
电表内阻的测定
付航峰
电表内阻的测定试题是考查物理实验能力的一种重要形式,电表内阻测定与电阻的测定相比有一个很大的特点,就是测定的电表能够读出自身的电压或电流。
因此,可充分利用
这一特点来设计
电表的内阻测量
方法。
一. 电流表内阻的测量
方法一:伏安法
如图1所示,为待测电流表,为保护电阻,闭合开关S ,调节滑动触头P ,使两表各有一示数,分别以U 和I 表示,由并联关系及电阻定义得。 也可以将电压表换成一个内阻已知的电流表,其内阻为,电路如图2所示,两表示数分别为和I ,同理可得出内阻为。
在图2中电流表实质上被当作电压表使用了,(这种方法在设计型实验中经常采用)
方法二:半偏法
如图3所示,关,保持是待测电流表,先闭合
不变,调节,断开,调节使毫安表满偏,然后合上开使毫安表半偏,
因为远大于毫安表的内阻,可近似认为闭合前后干路中电流I 不变,这样的读数就可近似看作为毫安表的内阻。
图3
方法三:替代法
如图4所示,闭合调节,使,把接到a 点,调节,记下读数;然后,把再接到b 点,读数与原来读数相等, 这样的读数就是的内阻。此种方法无系统误差,是测定电流表内阻的最佳方案。
方法四:差值法
如图5所示,电阻箱R 调到最大时,把开关S 掷向b 端,此时通过微安表
调电阻箱R 使微安表的示数为满偏(其他值也可), 的电流较小,
记下此时电阻箱R 的阻值R 使微安表和标准微安表的读数I ;再将开关S 掷向a 端,并调电阻箱, 的读数等于I ,记下此时电阻箱的阻值
根据闭合欧姆定律得测微安表的内阻,则,此种方法也无系统误差。
,所以,待
二. 电压表内阻的测定
方法一:半偏法
如图6所示,为待测电压表,闭合调节,使电压表满偏,然后断开,调节,使电压表半偏, 因为远小于电压表的内阻,可认为断开不会引起ac 两点间的电压变化,这样的读数就是电压表的内阻。
方法二:替代法
如图7所示,
然后让接b , 为待测电压表,
在不变的情况下,
先让接a ,记下此时电流表读数I ,调节R 的值,使电流表读数等于原来读数,这样电阻箱R 的值就是电压表内阻。 此种方法无系统误差,是测定电压表内阻的最佳方案。
方法三:伏安串联法
如图8所示,设待测电压表的内阻为,先闭合S ,调节触头P 的位置,使两表均有明显示数,U 为电压表的示数,I 为电流表的示数, 由欧姆定律得:。此方法也可拓展为把安培表换成内阻已知的电压表,原理同上。
方法四:差值法
如图9所示,闭合开关S ,调节R 使电压表读数为满偏,记下此时电阻箱R 的读数调节R 使电压表读数为半偏,记下此时电阻箱R 读数的为, ,再
根据串联电路电流相等的性质,有:解出。
和,结合题意知,
图9