电源电动势和内阻测量中修正电表误差的实验设计
2012-01-23翟刚
物理通报 2012年4期
翟刚
(毕节市第一中学 贵州 毕节 551700)
1 引言
有很多种方法可以测量电源的电动势和内阻,在测量中都避免不了要使用电压表和电流表[1].由于电压表和电流表并不是真正“理想”的表,因此,在接入不同的电路时会使测量的电压和电流不是电路中实际的电压和电流,从而对实验造成较大的系统误差.本文讨论电流表外接和内接时对实验造成的影响,并重新设计实验电路图,修正因为电压表或电流表读数造成的误差[2].
2 电流表内接情况
2.1 电流表内接对测量的影响
图1是测量电源电动势和内阻时电流表内接的电路图(内接指相对与电源)[3,4].闭合开关,改变滑动变阻器的位置,电流表与电压表均有一读数.但此时,电流表的测量值I测等于电路中的真实值I真,即I真=I测.由于电流表有一定的内阻,电流表两端会分得一定的电压,所以电压表所测量的值U测并不等于电路中的路端电压U真.因此,利用图1电路图进行测量时电流表测得的是真实值,电压表测得的并不是真实值.即

图1 电流表内接电路图
UA为电流表分得的电压.
由欧姆定律
E真=U真+I真r=U测+UA+I测r
而UA=I测RA,当电流值趋于零时,U真=U测=E,即U-I图像的截距,而此时内阻测量值为

电源内阻的测量值r测>r真.
2.2 电流表内接时对电路的改进
图2是电流表内接时的改进电路图[3,4].

图2 电流表内接改进电路图
实验步骤:
(1)闭合开关S1,断开开关S2,读取电压表与电流表的示数U1,I1.

(3)得电流为I1时电流表两端的电压大小为
所以,对测量的电压U……
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