測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的誤差分析方法總結(jié)

1、測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的誤差分析和方法總結(jié)測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)E及內(nèi)阻r的是高中物理的一個(gè)非常重要的電學(xué)實(shí)驗(yàn)，本文章從書上實(shí)驗(yàn)出發(fā)對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差的來(lái)源和測(cè)量方法進(jìn)行總結(jié)歸納和擴(kuò)展。測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的方法有多種，它們的測(cè)量原理都是閉合電路歐姆定律。本實(shí)驗(yàn)電路的連接有兩種接法。一是電流表外接法 另一個(gè)是電流表內(nèi)接法。下面逐一分析這是電流表外接法是課本上的學(xué)生實(shí)驗(yàn)電路圖。對(duì)電路的接法可以這樣理解：因?yàn)橐獪y(cè)電源的內(nèi)阻，所以對(duì)電源來(lái)說(shuō)用的是電流表外接法。電流表外接法誤差分析：公式分析誤差根據(jù)閉合電路歐姆定律，其測(cè)量的原理方程為：其中U、I分別是電壓表和電流表的示數(shù)，通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，改變路端電壓和電流，這樣就

2、得到多組數(shù)據(jù)，每?jī)山M數(shù)據(jù)就可以求出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。設(shè)某兩組U、I的值的大小關(guān)系為：U1U2，I1I2。解得：， 由于電壓表的分流作用，電流表的示數(shù)I不是流過(guò)電源的電流I0，有II0，那么測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r與真實(shí)值比較是偏大還是偏小呢？設(shè)電壓表的內(nèi)阻為RV，用E0表示電動(dòng)勢(shì)的真實(shí)值，r0表示內(nèi)阻的真實(shí)值，則方程應(yīng)修正為：解得：， 可見(jiàn)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量值都小于真實(shí)值。圖像法分析誤差以上是定量計(jì)算分析，還可以利用電源的伏安特性曲線來(lái)定性分析。如圖2所示，直線是根據(jù)U、I的測(cè)量值所作出的U-I圖線，由于II0，而且U越大，I和I0之間的誤差就越大，而電壓表的示數(shù)U就是電源的路端電壓的真實(shí)值U0，除

3、了讀數(shù)會(huì)有誤差外，可以認(rèn)為UU0，經(jīng)過(guò)修正后，直線就是電源真實(shí)值反映的伏安特性曲線，由圖線可以很直觀的看出EE0，rU2，I1I2。解得： ，由于電流表的分壓，電壓表的示數(shù)U不是電源的路端電壓U0，有UU0，設(shè)電流表的內(nèi)阻為RA，用E0表示電動(dòng)勢(shì)的真實(shí)值，r0表示內(nèi)阻的真實(shí)值，則方程應(yīng)修正為：解得： ，可見(jiàn)電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值等于真實(shí)值，而內(nèi)阻的測(cè)量值大于真實(shí)值。圖像法分析誤差以上是定量計(jì)算分析，也可以利用電源的伏安特性曲線來(lái)定性分析。如圖所示，直線是根據(jù)U、I的測(cè)量值所作出的U-I圖線，由于Ur0。等效法分析誤差把電流表和電源等效為一新電源，如圖虛線框所示，這個(gè)等效電源的內(nèi)阻r為r0和RA的串聯(lián)總電阻，也就是測(cè)量值，即等效電源的電動(dòng)勢(shì)為電流表和電源串聯(lián)后的路端電壓，也就是測(cè)量值，即由以上分析還可以知道，要減小誤差，電流表的內(nèi)阻需很小，使得，這個(gè)要求在實(shí)驗(yàn)室測(cè)定干電池的內(nèi)阻時(shí)是很難滿足的。綜上所述可知課本上測(cè)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻為什么要采用電流表外接。是因?yàn)楦呻姵貎?nèi)阻小。但也要靈活掌握不能一遇到測(cè)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)就直接記成外接。如果測(cè)水果電池就