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对非常规电阻测量方法的原理探究

2025-08-12王凤巍

数理天地(高中版) 2025年12期
关键词:替代法电阻箱示数

1半偏法

半偏法测电阻可以分为两种:电流表半偏法和电压表半偏法.在实验操作时,通过调节外部电阻使电表指针恰好半偏.以电流表半偏法为例,先闭合总开关,调节滑动变阻器使电流表满偏,再闭合支路开关,调节电阻箱至电流表半偏,此时电阻箱阻值近似等于电流表内阻.这一过程利用半偏前后电路总电流近似不变,认为通过电阻箱的电流等于半偏电流,从而建立电阻等量关系.

例1某实验小组利用如图1所示的电路测量电流表A的内阻,可选用的器材有:

① 待测电流表A(量程 0~1mA ,内阻 rg 约为100Ω⟩ ;

② 电阻箱 R1 (最大阻值为 999.9Ω )和电阻箱R2 (最大阻值为 99999.9Ω ;

③ 电源 E1 (电动势约为 6V 和电源 E2 (电动势约为 12V) ;

④ 开关、导线若干.

(1)闭合开关 S1 前,应将 R2 调到 ;合上开关 S1 ,调节 R2 使电流表满偏.

(2)再闭合开关 S2 ,调节 R1 使电流表半偏,此

过程中 R2 应

(3)实验中 R1 的示数如图2所示,则所测电流表的内阻

图1
图2

解析(1)为了保护电路元件,应使开关 S1 闭合之后电路中的电流最小,所以闭合开关 S1 前,应该将 R2 调到最大阻值.

(2)闭合开关 S2 后,调节 R1 使电流表半偏,此过程要控制干路电流尽可能不变,所以 R2 应该保持不变.

(3)当电流表半偏时,可以认为通过 R1 和电流表的电流近似相等,故 rg=R1=85.6Ω

2 等效替代法

等效替代法的关键是用已知标准电阻替代待测电阻,使电路状态在替代前后保持等效.例如在测量未知电阻 Rx 时,先将 Rx 接入电路,调节相关元件使得电表有合适示数,记录此时的电路参数;再用电阻箱替换 Rx ,调节电阻箱阻值直至电表示……

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