用等效电源分析实验误差.doc

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1、用等效电源分析实验误差1 等效电源如图1a是由一电动势为E、内电阻为r的电源与一阻值为R0的电阻串联而成的,其等效电动势E=E,等效内阻为r=r+ R0;图1b是由一电动势为E、内电阻为r的电源与一阻值为R0的电阻并联而成的,其等效电动势E= R0E/(R0+r),等效内阻为r=R0 r(R0+r)。2 测定电池的电动势和内阻的实验误差分析21 伏安法测电动势和内阻图2是用伏安法测电源的电动势和内电阻的电路图,其中安培表选用外接法,由于电压表的分流作用,使得安培表测出的不是电源的总电流从而引起系统误差。若设电源电动势为E,内电阻为r,电压表的内阻为RV,将电源与电压表的并联部分等效成一新的电源

2、(图2中圈住的部分),则理论上能准确测出新电源的电动势E与内电阻r,显然:。在实际测量干电池的内阻r时,由于RVr,故用此电路实验误差非常小,是常用的方法。图3是用伏安法测电源的电动势与内阻的另一电路图,其中安培表选用内接法,由于电流表的分压作用,使得电压表测出的不是电源的路端电压从而引起系统误差。若设电源电动势为E,内电阻为r,电流表的内阻为RA,将电源与电流表串联部分看成一新的电源(图3中圈住的部分),则理论上能准确测出新电源的电动势E与内电阻r,显然:E=E、r=RA+rr。在实际测量干电池的内阻时,由于RA与r在数量级上相当,故用此电路实验误差较大,但若测大内阻的电源或当RA已知时,可

3、选用此实验方法。22 用伏特表、电阻箱测电动势和内阻图4是用电压表与电阻箱测电池电动势和内阻的电路图,其误差原因及测量结果与图2是相同的。23 用安培表、电阻箱测电动势和内阻图5是用电流表与电阻箱测电池电动势和内阻的电路图,其误差原因及测量结果与图3是相同的。3 半偏法测电流表内阻的实验误差分析图6a是半偏法测电流表内阻的电路,K1闭合后,当K2处于打开和闭合状态时认为线路总电流不变,若将R与电源看作一新的电源(恒流源),内阻应远大于外阻,所以该实验要求RRG。此电路适于测内阻相对较小的电表,如电流表。图6b是与6a相对的另一半偏法测电压表内阻的电路,K闭合后,当R改变时认为线路输出的电压不变(恒压源),若将虚线框内部分等效成一新的电源,内阻应远小于外阻,所以若用此电路要求RRV。此电路适于测内阻相对较大的电表,如电压表。

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