实验误差分析

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电学实验误差分析,1,复习伏安法测电阻的系统误差分析,电流表外接法,电压表示数,电流表示数,A,V,R,测量值偏小,2,电流表内接法,电压表示数,电流表示数,A,V,R,测量值偏大,3,测定电源电动势和内阻,-误差分析,4,一、伏安法测电源电动势和内阻实验,1、,基本原理,2、,实验基本电路,用电流表、电压表与滑动变阻器,A,V,甲,：路端电压,只要测出几组（至少两组）U、I值就可求出E、r,闭合电路的欧姆定律：,r,A,V,乙,：通过电源的电流,5,甲图误差理论分析：,根据闭合回路欧姆定律，两次测量方程为：,A,V,甲,若考虑两表内阻，应用欧姆定律有：,6,真实值,测量值,甲图误差分析：,0,E = U + Ir,E,测,E,真,r,测,r,真,E,测,乙图误差分析：,电动势测准,9,3、系统误差原因分析（总结）,r,测,r,真,A,V,甲,A,V,乙,E,测,E,真,E,测,= E,真,.,.,-,.,.,.,I,U,.,.,.,.,I,U,0,0,1图像法,2等效电源法,10,二,、用,变阻箱、电流表,如何测量这节电池的电动势和内阻？,E=I,1,(R,1,+r),E=I,2,(R,2,+r),A,R,K,原理：E=I（R+r),二、电源电动势与内阻测量的基本情景变式,11,（1）电路如图所示：,A,若能测出多组I、R值，以R为纵坐标，,为横坐标，作出 图象，由于,，,可知这条图线是直线，直线在纵轴的截距,r，图线的斜率E=tg。,12,变式二实验中除了待测电源和电键导线外，只有电阻箱和电压,表，如何测？,（1）电路如图所示,V,1/I,R,-r,1/U,1/R,0,0,二、电源电动势与内阻测量的基本情景变式,13,三,、用,变阻箱、电压表,如何测量这节电池的电动势和内阻？,V,R,K,原理：E=U+,U,R,r,14,课堂小结,U-I,法:,I-,R,法：,U-R,法,：,A,R,s,V,R,s,E,测,E,真,E,测,E,真,A,V,乙,A,V,甲,E,测,= E,真,E,测,= E,真,r,测,r,真,r,测,r,真,r,测,r,真,15,V,R,2,V,R,1,A,A,R,1,R,2,变式：,16,1,）：按原理图连接实物图,A,V,S,R,连线时，电键要断开哦,17,0,1.5,1.0,0.8,0.4,0.6,0.2,1.1,1.2,1.3,1.4,U,I,不考虑,（4）画U-I 图，描点连线时，应使图线通过尽可能多,的点，使各点均匀分布在直线的两侧，,偏离直线太远的点可舍去。,18,I/,A,U/,V,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,1.1,1.2,1.4,1.3,丙,1.5,U/,V,0,0.5,1.0,1.5,I/,A,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,*,*,*,*,*,*,甲,I/,A,乙,0.5,1.0,1.5,U/,V,0.2,0.3,0.4,0.5,0,0.1,0,（5）画U-I 图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，,横坐标必须从0开始,(这时图线与横轴的交点不再是短路电流),19,U/,I/,例1. 一位同学记录的6组数据见表。试根据这些数据在下图中画出UI图线，并根据图线读出电池的电动势,E,=,，电池的内阻 r =,.,I(A),U(V),0.12,1.37,0.20,1.32,0.31,1.24,0.35,1.20,0.50,1.10,0.57,1.05,1.48,0.76,20,例3,. 如图是测量电源内电阻的电路，下列关于误差的说法，正确的是 ( )A .由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值小于真实 值；B. 由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值大于真实值；C. 由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值小于真实值；D. 由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值大于真实值；,v,A,解：,E = U + Ir ， I=(I,A,+U/R,V,) ，,由于电压表的分流作用，对于每个电压值U,1,，测得的电流I,A,小于总电流I,1,，U越大，I,A,跟I,1,相差越大， 画出的图线应为实线所示：,U,I,U,1,I,A,I,1,所以内电阻的测量值小于真实值。,C,21,祝同学们学习愉快！,再见！,22,（8分）现有器材：量程为10.0mA、内阻约30-40 的电流表一个，定值电阻R,1,=150，定值电阻R,2,=100 ，单刀单掷开关K，导线若干。要求利用这些器材测量一干电池（电动势约1.5V）的电动势。,（1）按要求在实物图上连线。,（2）用已知量和直接测得量表示的待测电动势的表达式为=,，式中各直接测得量的意义是：,.,2002年河南高考12、,R,1,R,2,R,1,R,2,23,（1）连图：左图只用R,1,接入电路；右图用R,1,和R,2,串联接入电路。,（2） I,1,是外电阻为R,1,时的电流，,I,2,是外电阻为R,1,和R,2,串联时的电流.,测量原理,：,m,A,R,1,m,A,R,2,R,1,E=I,1,（R,1,+ R,g,+ r） ,E=I,2,（ R,1,+ R,2,+ R,g,+ r） ,联立 解得,注意,：若只用,R,2,接在电路中，则电流将超过电,流表的量程，所以用 R,1,和R,2,串联接入电路。,解答,：,24,练习,某同学采用如图甲所示的电路测定电源电动势和内阻，已知干电池的电动势约为1.5V，内阻约1，电压表(0-3V,3k),电流表(0-0.6A,1.0),滑动变阻器有R,1,(10 2A)和 R,2,(100 0.1A)各一只;,(1)实验中滑动变阻器应选用,(选填R,1,或R,2,).,(2)在乙图中用笔画线代替导线连接实验电路.,(3)在实验中测得多组电压和电流值,得到如图丙所示的U-I图线,由图线可较准确求出该电源电动势E=,V;,内阻r=,.,1.5,0 0.1 0.2 0.3 0.4,0.9,1.1,1.3,1.2,1.0,0.8,1.4,I/A,U/V,V,A,图甲,图乙,R,1,1.50,图线的斜率为0.7/0.37=1.85 r=1.85-R,A,=0.85 ,0.85,25,26,变式三今有一个阻值为5的定值电阻，一个理想电压表(量程大,于电源电动势)，开关及导线若干，能否测电源电动势和,内阻？,（2）主要步骤：,（3）电源电动势和内阻：,闭合K,1,、 K,2,，,记下电压表读数U,2,（1）电路如图所示：,断开K,2,、闭合K,1,，,记下电压表读数U,1,E=U,1,27,变式四今有一个阻值为10的定值电阻，一个电压表，开关和导,线若干，电压表表盘上有刻度但无刻度值。请设计一个能,测定某电源内阻的实验方案（已知电压表内阻很大，电压,量程大于电动势，电源内阻约为几欧）。,要求： 画出实验电路图, 简要写出完成接线后的实验步骤, 写出需测量的量，计算电源内阻的表达式,（1）电路如图所示：,（2）主要步骤：,断开K,2,、闭合K,1,，,记下电压表偏转格数N,1,闭合K,1,、 K,2,，,记下电压表偏转格数N,2,（3）电源内阻：,28,变式五有两只伏特表V1和V2，量程已知，内阻不知，另有一干,电池，它的内阻不能忽略，但大小未知。只有这两只伏特,表，电键和连接导线若干，要求通过测量计算出干电池的,电动势（已知电动势不超过伏特表的量程）,要求： 画出测量时所用的电路图, 以测量的量为已知量，导出计算电动势的表达式,（1）电路如图所示：,S1,V1,S2,V2,（2）主要步骤：,闭合S,1,、S,2,，记下V,1,的读数U,1,，,则,由上两式可得：,闭合S,1,、断开S,2,，记下V,1,的读数 ，,V,2,的读数U,2,，则,29,A,V,（一）,A,V,（二）,变式六. 判断下列电路能否测电源电动势和内阻,（电表都是理想电表）,A,V,（三）,已知电阻,A,V,（四）,已知电阻,30,变式七测量电源B的电动势E及电阻r（E约为4.5V，r约为1.5）,器材：量程3V的理想电压表、量程0.5A的电流表（具有一定内阻）、,固定电阻R=4、电键K、滑线变阻器R、导线若干,要求： 画出实验电路原理图（图中各元件需用题目中给出的符,号或字母标出）, 实验中，当电流表读数为I,1,时，电压表读数为U,1,，当电,流表读数为I,2,时，电压表读数为U,2,，,则可以求出E= _,r= _（用I,1,、I,2,、U,1,、U,2,及R表示）,（1）电路如图所示：,A,V,K,B,R,R,31,