2022年测定电源电动势和内阻”实验的误差分析与比较.docx

《2022年测定电源电动势和内阻”实验的误差分析与比较.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年测定电源电动势和内阻”实验的误差分析与比较.docx（6页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精选学习资料 - - - - - - - - - 测定电源电动势和内阻” 试验的误差分析与比较测定电源电动势和内阻” 试验的误差分析与比较在中学物理试验室里,测定电源电动势和内阻的方法有多种,可以用一只电压表和一只电流表,也可以用一只电流表和一只电阻箱,或者用一只电压表和一只电阻箱,它们的测量原理都是闭合电路欧姆定律；这在一般高中课程标准试验教科书物理（选修 3-1 ）中都提到；但由于电表有内阻,以上方法都存在肯定的系统误差,但是误差的情形不一样,下面就这几种测定方法的误差进行分析和比较；1电流表外接法这是课本上的同学试验电路图,只要测出两组U、I 的值,就能算出电动势和内阻；对电路的接法可以

2、这样懂得：由于要测电源的内阻,所以对电源来说用的是电流表外接法；X【分析方法 1】运算法：依据闭合电路欧姆定律,其测量的原理方程为：U=E-Ir 其中 U、I 分别是电压表和电流表的示数,通过调剂滑动变阻器,转变路端电压和电流,这样就得到多组数据,每两组数据就可以求出电动势和内阻；设某两组U、I 的得的电动势E和值的大小关系为：U1U2, I1I2 ；由于电压表的分流作用,电流表的示数I 不是流过电源的电流I0 ,有 II0 ,那么测内阻 r 与真实值比较是偏大仍是偏小呢？设电压表的内阻为RV ,用 E0 表示电动势的真实值,r0 表示内阻的真实值,就方程应修正为：可见电动势和内阻的测量值都小

3、于真实值；1 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - 测定电源电动势和内阻” 试验的误差分析与比较【分析方法 2】图像法：以上是定量运算分析,仍可以利用电源的伏安特性曲线来定性分析；如图 2 所示,直线是依据 U、I 的测量值所作出的 U-I 图线,由于 II0 ,而且 U越大, I 和 I0 之间的误差就越大,而电压表的示数 U就是电源的路端电压的真实值 U0,除了读数会有误差外,可以认为 UU0,经过修正后,直线就是电源真实值反映的伏安特性曲线,由图线可以很直观的看出 EE0,rU2,I1I2 ；由于电流表的分压,电压

4、表的示数U不是电源的路端电压U0,有 UU0,设电流表的内阻为RA,用E0 表示电动势的真实值,r0 表示内阻的真实值,就方程应修正为：可见电动势的测量值等于真实值,而内阻的测量值大于真实值；【分析方法 2】图像法：以上是定量运算分析,也可以利用电源的伏安特性曲线来定性分析；3 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - 测定电源电动势和内阻” 试验的误差分析与比较如图 5 所示,直线是依据 U、I 的测量值所作出的 U-I 图线,由于 UU0,而且 I 越大, U和 U0之间的误差就越大,而电流表的示数 I 就是流过电源的电

5、流的真实值 I0 ,除了读数会有误差外,可以认为 II0 ,经过修正后,直线就是电源真实值反映的伏安特性曲线,由图线可以很直观的看出 E=E0,rr0 ；【分析方法 3】等效法：把电流表和电源等效为一新电源,如图 4 虚线框所示,这个等效电源的内阻 r 为 r0 和 RA的串联总电阻,也就是测量值,即r=r0 + RA r0 等效电源的电动势为电流表和电源串联后的路端电压,也就是测量值,即E=E0 由以上分析仍可以知道,要减小误差,电流表的内阻需很小,使得,这个要求在试验室测定干电池的内阻时是很难满意的；【试验方法拓展】教科书上介绍了用电流表和电阻箱测电源电动势和内阻,电路如图 6 所示；调剂

6、 R,测出两组 I 、 R的值,就能算出电动势和内阻,其测量的原理方程为：E=I（ R+r）其中 I 是电流表示数, R是电阻箱示数； 这种方法产生的系统误差和图4 是一样的, 由于上式中的就相当于图 4 中的电压表所测的变阻器两端的电压 U,误差产生的缘由仍是由于电流表的分压,的值并不是电源的路端电压,而只是 R两端的电压；所以最终测得的电动势的测量值等于真实值,而内阻的测量值大于真实值；虽然其次种试验方法电动势的测量值等于真实值,但由于电源本身内阻较小,而这种方法得到的内阻的测量值 r=r0 + R Ar0 ,试验相对误差很大,所以综合考虑,仍是采纳第一种试验方法较好；4 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 4 页