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1、电流表内外接法测定电源的电动势和内阻的误差分析河南 周口二高 付新建一、两种测量电路的比较和测量电路的选择:按电流表内外接法的不同进行分类,测定电源的电动势和内阻一般有以下两种电路可供选择。RAVSE,rIAIVIRVRVAUVUASE,rU甲(电流表外接法)乙(电流表内接法)在甲图中,相对于被测量的电源而言,电流表属外接。由图可知,其中IA为电流表读数,IV为电压表的分流。我们在测量时,取IA=I,忽略了电压表的分流IV,引起了系统误差。当RVR时,IVR,才可以减小系统误差。在乙图中,相对于被测量的电源而言,电流表属内接。由图可知,路端电压,其中U V为电压表读数,UA为电流表的分压。在测
2、量时取U V=U,忽略了电流表的分压UA,引起了系统误差。当电源内阻rRA时,UAU内=Ir,才可以忽略UA,减小系统误差。一般来说,采用乙图时,电池的内阻r很小,而电流表的内阻RA小的有几欧,甚至几十欧,上百欧,都比内阻大很多,采用乙图测量时,内阻的测量值包括了RA在内的阻值,即r测=r+RA,所以误差很大,一般不采用乙图,我们做实验时宜采用甲图。二、采用甲图即电流表外接法时测量值和真实值的比较:采用甲图测E、r时,误差由电压表的分流引起的,这种误差叫系统误差,由电路本身结构造成的。由图可知,。测量时,取IA=I,忽略了电压表的分流IV,此时求得的电动势和内阻称为测量值,用E测、r测表示。则
3、由闭合电路欧姆定律E=U+Ir,得,E测=U1+I1r测(1)E测=U2+I2r测(2)其中,U1、U2为电压表示数,I1、I2为电流表示数。由(1)、(2)得, 若考虑电压表对电路的影响(电压表的分流),此时求得的电动势和内阻称为真实值,用E真、r真表示。则由闭合电路欧姆定律,得(3)(4)由(3)、(4)得, 即(5)所以r测r真。把r真带入(3)式,得 (6) 又所以,由(6)式可知,E测R,同时应要求电池内阻较大一些。三、采用乙图即电流表内接法时测量值和真实值的比较:采用乙图测E、r时,误差由电流表的分压引起的,这种误差叫系统误差,由电路本身结构造成的。由图可知,。测量时,取U=UV,
4、忽略了UA,此时求得的电动势和内阻称为测量值,用E测、r测表示。则由闭合电路欧姆定律E=U+Ir,得,E测=U1+I1r测(1)E测=U2+I2r测(2)其中,U1、U2为电压表示数,I1、I2为电流表示数。由(1)、(2)得, 若考虑电流表对电路的影响(电流表的分压),此时求得的电动势和内阻称为真实值,用E真、r真表示。则由闭合电路欧姆定律,得测(3)测(4)由(3)、(4)得, (5)所以,r测r真。经过上述分析,采用乙图时,内阻的测量值大于真实值,电动势的测量值等于真实值。由第(5)式可知,当RAr时,r测r真,所以采用乙图时,应要求RAR时,应采用 电路。用此电路做实验后,画出UI图得到一直线,然后考虑电表内阻影响后进行了校正,又得到一直线,两直线都画在同一个UI坐标系中,如下图所示,一条是虚线,一条是实线,则图中虚线为 (填“”或“未”)校正的直线。RAVSE,rRVRVASE,r(a)(b)RVUIO答案:电压表的分流;电流表的分压。(a);已。