实验《测定电源电动势和内阻》误差分析

实验测定电源电动势和内阻误差分析 摘 要： 本文通过计算法、图像法、等效法三种方法，分别分析了采用伏安法测定电源电动势和内阻的两种实验方案的系统误差情况，从而确定实际教学中采用哪种方法进行测定。 关键词： 伏安法 系统误差 修正读数 测定电源电动势和内阻，这个实验出现在普通高中新课程标准物理选修3-1电学实验部分，它使用一只电压表、一只电流表和一个滑动变阻器，采用伏安法测定电源的电动势和内阻。 采用伏安法测定电源电动势和内阻有电流表的内接和外接两种接法，因此，实验时就有两种实验方案，由于我们使用的电表都不是理想电表，因此这两种方案均存在一定的系统误差，但是误差的大小不一样。下面就这两种测定方法的误差进行分析和比较，最终确定用哪种更好。 一、测电源电动势和内阻的两种方案 二、误差分析 1.计算法 电流表外接法（误差来源于电压表的分流） 电流表内接法（误差来源于电流表的分压） 电流表的读数为真实流过电源内部的电流，电压表的读数作为路端电压值，需要修正。 2.图像法 电流表外接法（利用电源的伏安特性曲线定性分析） 电流表内接法 电流表的读数是流过电源内部电流的真实值，而电压表的读数作为真实的路端电压值，有误差。 3.等效法 电流表外接法（把电压表和电源并联后等效为一新电源） 如图1虚线框所示，这个等效电源的内阻为电压表内阻和电源内阻的并联电阻，也就是测量值，见式。 等效电源的电动势为电压表和电源组成回路的路端电压，即电压表两端的电压，也就是测量值，见式。 电流表内接法（把电流表和电源串联后等效为一新电源） 如图2虚线框所示，这个等效电源的内阻为电流表和电源内阻串联总电阻，也就是测量值，见式。 等效电源的电动势为电流表和电源串联后的路端电压，仍为电源的路端电压，也就是测量值，见式。 应用三种方法均可以分析出误差情况，计算法虽然麻烦，但可以反映出问题的本质。图像法形象直观，便于记忆，等效法有助于理解实质，每种方法各有千秋，具体应用哪种方法分析，根据个人的情况而定。 参考文献： 1物理实验论.广西教育出版社：175.第 3 页 共 3 页