测定电源电动势和内阻常见电路的误差分析

时间:2018-04-14 论文范文 我要投稿
摘要:在物理教学中有许多计算问题要求特别精确,但是教师和学生在解决过程中却会出现误差。本文对物理教学中的测定电源电动势和内阻常见电路的误差进行了分析。
关键词:物理;误差;定值电阻测量;滑动变阻器测量;电流表
        实验《测定电源电动势和内阻》是以闭合电路的欧姆定律为原理的间接测量型实验,需要用电表测出电压和(或)电流,根据闭合电路的欧姆定律计算出测量结果。若不计电表的内阻,由于电表对电路的影响,不可避免的会产生系统误差;由于电表的读数误差,不可避免的会产生偶然误差。选择不同的电表和不同的测量方法,产生的系统误差不尽相同,了解系统误差产生的原因和大小,是合理选择电表、测量电路的依据,是减小系统误差,提高测量精度的前提。下面就此实验四种常见电路产生的系统误差逐一做以分析。
        电路一:用电流表、定值电阻测量 
         
        点评:分析有: , .可见,用该法测量,电动势不会产生系统误差;内阻测量值等于真实值加电流表的内阻,测量值偏大。产生系统误差的原因是电流表的分压作用,绝对误差等于电流表的内阻。由于量程大的电流表内阻小,选用电流表大量程档可以减小系统误差。但由于干电池的电动势约 v,电路中仅电流表和电源的内阻之和就有2Ω多,电路中的最大电流不会超过 A,用大量程电流表指针偏转角度太小,读数误差较大,测量结果会产生很大的偶然误差。综合考虑还是选小量程测量误差小,通常选 A的档为宜。同时定值电阻的阻值不宜太大,约小于5Ω为宜,否则,电流表指针偏转角度太小且偏转不灵敏,不便进行测量。若用多次测量求平均值的方法减小偶然误差,改变定值电阻阻值时,差值不宜太大,以零点几变化为宜。
        电路二、用电压表、定值电阻测量 
                 三、用电压表、电流表和滑动变阻器测量
        1. 电流表外接法 
         
        点评:分析有, , .测量结果和第一类相同。同理,电表选大量程系统误差小,但偶然误差大。综合考虑应选量程适当小的电表测量精度高。滑动变阻器应选全电阻小的,这样可以保证接入电路的电阻不会太大,致使电路中的电流太小,电表指针偏转不灵敏,不便测量。同时,阻值小的滑动变阻器比阻值大的滑动变阻器在改变电阻时差值小,测量数据多,便于用求平均值的方法减小偶然误差。
        2. 电流表内接法 
        
参考文献:
[1]邓明波.“测定电源电动势和内阻”实验的误差分析[J].新课程学习(中),2011(3).
[2]谢学俊,王绍杰.测电源电动势和内阻的典型实验方法的误差分析[J].高中数理化,2010(2).
[3]蓝崇浩.例谈“测量电源电动势和内阻”的几种变化[J].文理导航(中旬),2010(6).
作者单位:甘肃武威第十五中学    733000
Error Analysis of Common Circuits for Measuring Electromotive Force and Internal Resistance
GAO Jiazhen
Abstract: In physics teaching, many computational problems require accuracy, while teachers and students always have errors in problem-solving. This paper makes an error analysis of common circuits for measuring electromotive force and internal resistance in physics teaching.
Key words: physics; errors; fixed resistance measurement; slide rheostat measurement; ampere meter
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