文档介绍：测定电源电动势和内阻”实验的误差分析与比较
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测定电源电动势和内阻”实验的误差分析与比较
在中学物理实验室里，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《普通高中课程标准实验教科书物理》 （选修3-1 ）中都提到。但由于电表有内阻，以上方法都存在一定
的系统误差，但是误差的情况不一样，下面就这几种测定方法的误差进行分析和比较。
这是课本上的学生实验电路图，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
这样理解：因为要测电源的内阻，所以对电源来说用的是电流表外接法。 '
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【分析方法1】计算法： 徉 厂…
根据闭合电路欧姆定律，其测量的原理方程为： U=E-lr ；
其中U I分别是电压表和电流表的示数，通过调节滑动变阻器，改变路端电压和 | *于
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 匚 亠…
值的大小关系为： U1>U2 11<<1>12 。
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10,有1<10，那么测 得的电动势E和 内阻r与真实值比较是偏大还是偏小呢?
r0表示内阻的真实值，则方程应修正为:
设电压表的内阻为 RV ,用E0表示电动势的真实值,
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测定电源电动势和内阻”实验的误差分析与比较
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测定电源电动势和内阻”实验的误差分析与比较
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可见电动势和内阻的测量值都小于真实值。
测定电源电动势和内阻”实验的误差分析与比较
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图2
【分析方法2】图像法: 以上是定量计算分析，还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①是根据U、的测量值所作出的 U-I图线，由于1<10， 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 U= U0,经过修正后，
直线②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<EO, r<r0。
【分析方法3】等效法：
把电压表和电源等效为一新电源，如图 1虚线框所示，这个等效电源的
内阻r为r0和RV的并联电阻，也就是测量值，即
测定电源电动势和内阻”实验的误差分析与比较
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等效电源的电动势为电压表和电源组成回路的路端电压，也就是测量值，即
，怖选捱的电压乐內咱应适当大些，使得心
【实验方法拓展】
教科书上介绍了用电压表和电阻箱测电源电动势和内阻，电路如图 3
所示。调节R,测出两组U、R的值，就能算出
电动势和内阻，其测量的原理方程为：
R
E Y
其中U是电压表示数，R是电阻箱示数。这种方法产生的系统误差和图
1是一样的，因为上式中的 U/R就相当于图1中的电流表所