在高中物理學習中,測電源電動勢和內阻,是高考的重點,創新實驗也很多,但很多學生對誤差分析模糊不清,內接法外接法和測固定電阻的搞混了,下面詳細講解原理以及區別。
一、對電池外接法
1、對誰而言是外接法?
因為這個實驗是測電池的電動勢和內阻,所以研究物件是電池,把電池看作一個電阻,安培表對電池來說,就是外接法。很多學生認為是內接法,對滑動變阻器來說是內接法,但本實驗不是測滑動變阻器阻值的,而是測電池阻值的,所以應該以電池為研究物件。所以說對電池是外接法。
2、誤差分析
根據閉合電路歐姆定律得出:E=U+Ir,這個方程是有誤差的,因為幹路總電流並不是安培表的電流,而是安培表電流和電壓表電流之和,但因為電壓表內阻很大,電流很小,所以通常把它忽略了,所以造成了系統誤差。
此圖採用外接法,誤差原因就是忽略了電壓表的分流,結果造成測得的電動勢和內阻都偏小。
二、對電池內接法
下圖對電池而言是內接法,誤差原因是忽略了電流表的分壓。E=U+Ir,式子沒有把安培表的分壓計算在內。所以造成測得的電動勢是準確的,但內阻偏大了。
三、求電動勢和內阻的方法
1、改變滑動變阻器阻值,得到兩組資料,列出兩個方程,解出兩個未知數。這樣偶然誤差太大。
2、利用U-I影象的斜率和截距求出E和r
列出閉合電路歐姆定律方程:E=U+Ir,化成函式式,U=E-Ir,則斜率是電源內阻r,截距等於電動勢E。
在高中物理學習中,測電源電動勢和內阻,是高考的重點,創新實驗也很多,但很多學生對誤差分析模糊不清,內接法外接法和測固定電阻的搞混了,下面詳細講解原理以及區別。
一、對電池外接法
1、對誰而言是外接法?
因為這個實驗是測電池的電動勢和內阻,所以研究物件是電池,把電池看作一個電阻,安培表對電池來說,就是外接法。很多學生認為是內接法,對滑動變阻器來說是內接法,但本實驗不是測滑動變阻器阻值的,而是測電池阻值的,所以應該以電池為研究物件。所以說對電池是外接法。
2、誤差分析
根據閉合電路歐姆定律得出:E=U+Ir,這個方程是有誤差的,因為幹路總電流並不是安培表的電流,而是安培表電流和電壓表電流之和,但因為電壓表內阻很大,電流很小,所以通常把它忽略了,所以造成了系統誤差。
此圖採用外接法,誤差原因就是忽略了電壓表的分流,結果造成測得的電動勢和內阻都偏小。
二、對電池內接法
下圖對電池而言是內接法,誤差原因是忽略了電流表的分壓。E=U+Ir,式子沒有把安培表的分壓計算在內。所以造成測得的電動勢是準確的,但內阻偏大了。
三、求電動勢和內阻的方法
1、改變滑動變阻器阻值,得到兩組資料,列出兩個方程,解出兩個未知數。這樣偶然誤差太大。
2、利用U-I影象的斜率和截距求出E和r
列出閉合電路歐姆定律方程:E=U+Ir,化成函式式,U=E-Ir,則斜率是電源內阻r,截距等於電動勢E。