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内外接法测定电源的电动势和内阻的误差分析-可编辑
电流表内外接法测定电源的电动势和内阻的误差分析
河南 周口二高 付新建
一、两种测量电路的比较和测量电路的选择:
按电流表内外接法的不同进行分类,测定电源的电动势和内阻一般有以下两种电路可供选择。
A R R IA
V V IUV V I RV A UA
S S E,r E,r U
甲(电流表外接法) 乙(电流表内接法)
在甲图中,相对于被测量的电源而言,电流表属外接。由图可知,,其中II=II,AVA为电流表读数,I为电压表的分流。我们在测量时,取I=I,忽略了电压表的分流I,引起VAV了系统误差。当R>>R时,I<
>R,才可VVAVV以减小系统误差。
在乙图中,相对于被测量的电源而言,电流表属内接。由图可知,路端电压,U=U+UVA其中U为电压表读数,U为电流表的分压。在测量时取U=U,忽略了电流表的分压U, VA VA引起了系统误差。当电源内阻r>>R时,U<>R,同时应要求电池内阻较大一些。 V
三、采用乙图即电流表内接法时测量值和真实值的比较:
采用乙图测E、r时,误差由电流表的分压引起的,这种误差叫系统误差,由电路本身
结构造成的。
由图可知,。 U=U+UVA
测量时,取U=U,忽略了U,此时求得的电动势和内阻称为测量值,用E、r表示。 测测VA
则由闭合电路欧姆定律E=U+Ir,得, E=U+Ir„„„„„(1) 测测11
E=U+Ir„„„„„(2) 测测22
其中,U、U为电压表示数,I、I为电流表示数。 1212
2
UIUI,UU,122112由(1)、(2)得, E=r,测测II,II,2121
若考虑电流表对电路的影响(电流表的分压),此时求得的电动势和内阻称为真实值,用E、r表示。 真真
则由闭合电路欧姆定律,得
„„„„„(3) E=(U+IR)+Ir测11A1真真
„„„„„(4) E=(U+IR)+Ir测22A2真真
(UU)(II)R,,,1212A由(3)、(4)得, r,真II,21
„„„„„(5) ,,rRA测
所以,r>r。 测真
UIUI,1221 EE,,测真II,21
经过上述分析,采用乙图时,内阻的测量值大于真实值,电动势的测量值等于真实值。
由第(5)式可知,当R<题检验:
用一只电流表和一只电压表测电池的电动势和内电阻的实验电路,有如图所示的两种,采用(a)图测定E和r 时产生的系统误差,主要是由于 引起的。采用(b)图测定E和r 时产生的系统误差,主要是由于 引起的。为减少上述系统误差,当R>>R时,应采用 电路。用此电路做实验后,画出U——I图得到一直线,然V
后考虑电表内阻影响后进行了校正,又得到一直线,两直线都画在同一个U——I坐标系中,如下图所示,一条是虚线,一条是实线,则图中虚线为 (填“”或“未”)校正的直线。
A R R
V V
RRV V A
S S E,r E,r
(a) U (b)
O I
3
:电压表的分流;电流表的分压。(a);已。
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