测电源电动势和内阻误差口诀(测电源电动势和内阻实验误差分析图像)
导语:测电源电动势和内阻误差快速判断
类比法快速判断误差:
两个典型的代表电路图
内接法:电源电动势测量值等于真实值,内阻测量值大于真实值.
外接法:电源电动势测量值小于真实值,内阻测量值小于真实值.
把电压表当理想电压表的,实际就是少算了干路电流,误差与电流表“外接法”类似.
口诀:“少算电流,外小小”
把电流表当理想电流表的,实际就是少算了电压,误差与电流表“内接法”类似.
口诀:“少算电压,内真大”
例题:某物理兴趣小组利用图甲所示电路测定干电池的电动势和内阻。可供选择的器材有:
A.待测干电池(电动势约为1.5V,内阻约为0.5Ω);
B.电压表(量程0~3V,内阻约为3kΩ);
C.电压表(量程0~15V,内阻约为15kΩ);
D.电阻箱R₁(调节范围0~999.9Ω);
E.定值电阻R₀=5Ω;
F.开关S一个,导线若干。
(1)为了尽可能减小测量误差,电压表应选用___(填“B”或“C”)。
(2)请完成下列主要实验步骤:
①按图甲所示电路,先将开关S___(填“闭合”或“断开”),然后将电路连接好;
②调节电阻箱,读出其阻值R₁,闭合开关S,读出电压表的示数U₁;
③断开开关S,调节电阻箱,读出其阻值R₂,闭合开关S,读出电压表的示数U₂;如此反复多次实验,测得多组正确的数据R₃和U₃,R₄和U₄……
(3)利用测得的数据,在坐标纸上作出电压表示数的倒数1/U与电阻箱的阻值R的关系图线如图乙所示,则干电池的电动势E=___,内阻r=___。(结果用a、b和R₀表示)
(4)电源电动势测量值_____真实值(填“>”、“<”、“=”),电源内阻测量值___真实值(填“>”、“<”、“=”).
前三问与主题无关,不予讨论.
方法一:用待定系数法:
找到两个变量R和U,写出实验值和真实值的两个表达式:
通过拆分,得到R的系数,变形得:
对于任意同一组(R,U)方程组恒成立,同类项系数必须相等,比较系数得:
得:
电动势测量值小于真实值.
常数项相等:
得:
内阻测量值小于真实值.
方法二:类比法
把电压表当理想电压表的,实际就是少算了干路电流,误差与电流表“外接法”类似.
把电流表当理想电流表的,实际就是少算了电压,误差与电流表“内接法”类似.
伏特表当作理想电压表,少算了电流,相当于电流表外接法,因此电源电动势测量值小于真实值,内阻测量值小于真实值.
【变式】
如果把电路图由甲图改成乙图.
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