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1、精品文档测定电池的电动势和内阻的实验方法及误差分析用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验在高考实验复习中是一块很重要的内 容 ， 测 定 电 源 电 动 势 和 内 阻 的 基 本 原 理 是 闭 合 电 路 欧 姆 定 律E UIrI (Rr )UU r ，该实验的误差分析对学生来说有一定难度，对该实验的误差分析一般采用 U-IR图象法来分析，但该方法对学生来说较难理解、记忆。本文将用等效电源法来分析I-U 法、 I-R 法、 U-R 法测定电池的电动势和内阻带来的误差。一、测定电源电动势的方法1、 I-U法：根据闭合电路欧姆定律E U Ir ，只要测出两组路端电压和总电流，联立解方程
2、组即可得电源的电动势E和内阻 r ，为了减小实验误差我们可以测出多组路端电压和总电流，用图象法可得电源的电动势E 和内阻 r ，该方法一般有电流表外接法（如图1）和电流表内接法（如图 2）。R.R.AVV.AErEr图 1图 22、 I-R法：电路如图3、图 4 所示。21。R1.RK。2。2.RAK. . K 1AErEr图 3图 4由EI 1 (R1r )I 1 I 2 ( R1 R2 )EI 2I 1EI 2 ( R2r )I 2 R2I 1 R1rI 2I 13、 U-R 法：电路如图5、图 6 所示。1。R1K。22。R2. .V. K 1Er图 5.R.VKEr图 6。1欢迎下载精
3、品文档由E U 1U 1 rEU 1U 2 ( R1R2 )R1U 2 R1 U 1 R2E U 2U 2 rrR1 R2 (U 1U 2 )R2U 2 R1U 1 R2二、等效电源法分析误差1、求等效电源的电动势和内阻：两端有源网络可等效为一个电源，电源的电动势为两端开路时的电压，电源的内阻为从电源两端看除电动势的电阻。情况 1：把图 A 的电路等效为图B 的电源：。aaErERr。bb图 A图 BEEr r R情况 2：把图 C 的电路等效为图D 的电源：。aaEERrr 。图 Cb图 DbEU abIRRER rRrr Rr2、误差分析：我们知道实际电压表可以等效为理想电压表和RV 的并
4、联，实际电流表可以等效为理想电流表和 RA 的串联。对于 I-U 法中，图1 电路误差的主要来源是电流表的读数小于实际的总电流，图2 电路的误差主要来源是电压表的读数小于实际的路端电压。所以图 1、图 2 电路可分别等效为下面。2欢迎下载精品文档图 7、图 8 电路。.R理想A.R.理想V.V.RV.AErErRAE测r 测E 测r测图 7图 8图 7 电路：虚线部分可等效为一个电源，电压表测的是等效电源的路端电压，电流表测的是等效电源的总电流，故该电路测的是等效电源的电动势和内阻。根据等效电源知识有：E测RVE真 E真r真RVRVr真r真r测r真RV因 RVr真 ，故该电路误差极小。图 8
5、电路：虚线部分可等效为一个电源，电压表测的是等效电源的路端电压，电流表测的是等效电源的总电流，故该电路测的是等效电源的电动势和内阻。同理有：E测E真r测RAr真r真该电路测得的电动势虽然准确，但是由于一般的电源的内阻很小，而电流表的内阻往往比电源的内阻大，故该电路的测量误差很大。所以用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的电路，实验室采用图1 所示电路。对于 I-R法测定电池的电动势和内阻，其误差同理可得与I-U 法中图 2电路的误差类同，即 E测E真 ， r测RA r真 r真 。对于 U -R 法测定电池的电动势和内阻，其误差同理可得与I-U 法中图 1 电路的误差类同，即 E测RVRVr真 r真 。RVr真E真 E真 ， r测RV r真用等效电源法分析本实验的误差可以使学生加深理解测电源电动势和内阻的原理。高考要求的实验内容较多、实验方法也很多，我们可以通过掌握系统的实验方法和应用恰当的误差分析方法来理解、掌握实验内容，以提高实验题的得分。3欢迎下载精品文档欢迎您的下载，资料仅供参考！致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习资料等等打造全网一站式需求。4欢迎下载