測定電源電動勢和內(nèi)阻常見電路的誤差分析

摘要：在物理教學(xué)中有許多計(jì)算問題要求特別精確，但是教師和學(xué)生在解決過程中卻會出現(xiàn)誤差。本文對物理教學(xué)中的測定電源電動勢和內(nèi)阻常見電路的誤差進(jìn)行了分析。
關(guān)鍵詞：物理；誤差；定值電阻測量；滑動變阻器測量；電流表
        實(shí)驗(yàn)《測定電源電動勢和內(nèi)阻》是以閉合電路的歐姆定律為原理的間接測量型實(shí)驗(yàn)，需要用電表測出電壓和（或）電流，根據(jù)閉合電路的歐姆定律計(jì)算出測量結(jié)果。若不計(jì)電表的內(nèi)阻，由于電表對電路的影響，不可避免的會產(chǎn)生系統(tǒng)誤差；由于電表的讀數(shù)誤差，不可避免的會產(chǎn)生偶然誤差。選擇不同的電表和不同的測量方法，產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差不盡相同，了解系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因和大小，是合理選擇電表、測量電路的依據(jù)，是減小系統(tǒng)誤差，提高測量精度的前提。下面就此實(shí)驗(yàn)四種常見電路產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差逐一做以分析。
        電路一：用電流表、定值電阻測量 
         
        點(diǎn)評：分析有： , .可見，用該法測量，電動勢不會產(chǎn)生系統(tǒng)誤差；內(nèi)阻測量值等于真實(shí)值加電流表的內(nèi)阻，測量值偏大。產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因是電流表的分壓作用，絕對誤差等于電流表的內(nèi)阻。由于量程大的電流表內(nèi)阻小，選用電流表大量程檔可以減小系統(tǒng)誤差。但由于干電池的電動勢約 v，電路中僅電流表和電源的內(nèi)阻之和就有2Ω多，電路中的最大電流不會超過 A，用大量程電流表指針偏轉(zhuǎn)角度太小，讀數(shù)誤差較大，測量結(jié)果會產(chǎn)生很大的偶然誤差。綜合考慮還是選小量程測量誤差小，通常選 A的檔為宜。同時(shí)定值電阻的阻值不宜太大，約小于5Ω為宜，否則，電流表指針偏轉(zhuǎn)角度太小且偏轉(zhuǎn)不靈敏，不便進(jìn)行測量。若用多次測量求平均值的方法減小偶然誤差，改變定值電阻阻值時(shí)，差值不宜太大，以零點(diǎn)幾變化為宜。
        電路二、用電壓表、定值電阻測量 
                 三、用電壓表、電流表和滑動變阻器測量
        1. 電流表外接法 
         
        點(diǎn)評：分析有， , .測量結(jié)果和第一類相同。同理，電表選大量程系統(tǒng)誤差小，但偶然誤差大。綜合考慮應(yīng)選量程適當(dāng)小的電表測量精度高�；瑒幼冏杵鲬�(yīng)選全電阻小的，這樣可以保證接入電路的電阻不會太大，致使電路中的電流太小，電表指針偏轉(zhuǎn)不靈敏，不便測量。同時(shí)，阻值小的滑動變阻器比阻值大的滑動變阻器在改變電阻時(shí)差值小，測量數(shù)據(jù)多，便于用求平均值的方法減小偶然誤差。
        2. 電流表內(nèi)接法 
        
參考文獻(xiàn)：
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[2]謝學(xué)俊,王紹杰.測電源電動勢和內(nèi)阻的典型實(shí)驗(yàn)方法的誤差分析[J].高中數(shù)理化，2010(2).
[3]藍(lán)崇浩.例談“測量電源電動勢和內(nèi)阻”的幾種變化[J].文理導(dǎo)航(中旬)，2010(6).
作者單位：甘肅武威第十五中學(xué)    733000
Error Analysis of Common Circuits for Measuring Electromotive Force and Internal Resistance
GAO Jiazhen
Abstract: In physics teaching, many computational problems require accuracy, while teachers and students always have errors in problem-solving. This paper makes an error analysis of common circuits for measuring electromotive force and internal resistance in physics teaching.
Key words: physics; errors; fixed resistance measurement; slide rheostat measurement; ampere meter

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