测电源电动势和内阻实验中误差分析的妙招
2015-10-21张国真
新课程学习·下 2015年2期
张国真
实验原理:E=U+Ir,即如果测的确实是路端电压U和干路电流I,则不存在系统误差。
图甲
在图甲电路中,电流表测的是流过电源的电流,是干路电流;
但是电压表测的是滑动变阻器的电压,不是路端电压,误差由此产生。如果我们要把此时电压表测的电压认为是路端电压的话,那得把这一部分都等效为电源,这样就准确无误地测出这部分作为等效电源的电动势和内阻。下面让我们比较这个等效电源和的电动势E和内阻r,就可分析出测量值与真实值的大小关系我们知道:电动势是指电源开路时电源两端的电压。那么开路的电源再串联上电流表,也没有电流通过,也就没有电势降,则与的两端电压相等,即电动势相等,即测量值和真实值相等。再看内阻r,等效电源的内阻是r与电流表内阻之和,显然比单纯电源的内阻r大,即内阻r的测量值比真实值大。
同样的方法分析图乙电路,图乙电路中电压表测的是路端电压,误差由电流表产生,因其测的不是干路电流,当然如果把此时的电流当作干路电流,就得把这部分等效成电源,也就能准确测出这个等效电源的电动势E和内阻r。再来比较这个等效电源与的电动势和内阻大小关系,这个等效电源不接外电路时,两端的电压也就是电压表和电源组成的回路中电压表两端的电压,显然要比电源的电动势E小;等效电源的内阻是电压表和原先电源并联的电阻,又明显比单纯电源的内阻r小,即E和r的测量值都比真实值要小。
图乙
这个实验的另外两个原理图的分析方式分别和上面两种是一样的,如图丙电路,实验原路是E=IR+Ir,而IR显然又不代表路端电压,误差也由此产生,方法与图甲同。
图丙
同样看图丁,实验原理是E=U+r,而只是电阻箱的電流,不是干路电流,由此产生误差,分析方法和图乙相同。
图
?誗编辑 杨兆东