測定電源電動(dòng)勢和內阻常見(jiàn)電路的誤差分析

摘要：在物理教學(xué)中有許多計算問(wèn)題要求特別精確，但是教師和學(xué)生在解決過(guò)程中卻會(huì )出現誤差。本文對物理教學(xué)中的測定電源電動(dòng)勢和內阻常見(jiàn)電路的誤差進(jìn)行了分析。
關(guān)鍵詞：物理；誤差；定值電阻測量；滑動(dòng)變阻器測量；電流表
        實(shí)驗《測定電源電動(dòng)勢和內阻》是以閉合電路的歐姆定律為原理的間接測量型實(shí)驗，需要用電表測出電壓和（或）電流，根據閉合電路的歐姆定律計算出測量結果。若不計電表的內阻，由于電表對電路的影響，不可避免的會(huì )產(chǎn)生系統誤差；由于電表的讀數誤差，不可避免的會(huì )產(chǎn)生偶然誤差。選擇不同的電表和不同的測量方法，產(chǎn)生的系統誤差不盡相同，了解系統誤差產(chǎn)生的原因和大小，是合理選擇電表、測量電路的依據，是減小系統誤差，提高測量精度的前提。下面就此實(shí)驗四種常見(jiàn)電路產(chǎn)生的系統誤差逐一做以分析。
        電路一：用電流表、定值電阻測量 
         
        點(diǎn)評：分析有： , .可見(jiàn)，用該法測量，電動(dòng)勢不會(huì )產(chǎn)生系統誤差；內阻測量值等于真實(shí)值加電流表的內阻，測量值偏大。產(chǎn)生系統誤差的原因是電流表的分壓作用，絕對誤差等于電流表的內阻。由于量程大的電流表內阻小，選用電流表大量程檔可以減小系統誤差。但由于干電池的電動(dòng)勢約 v，電路中僅電流表和電源的內阻之和就有2Ω多，電路中的最大電流不會(huì )超過(guò) A，用大量程電流表指針偏轉角度太小，讀數誤差較大，測量結果會(huì )產(chǎn)生很大的偶然誤差。綜合考慮還是選小量程測量誤差小，通常選 A的檔為宜。同時(shí)定值電阻的阻值不宜太大，約小于5Ω為宜，否則，電流表指針偏轉角度太小且偏轉不靈敏，不便進(jìn)行測量。若用多次測量求平均值的方法減小偶然誤差，改變定值電阻阻值時(shí)，差值不宜太大，以零點(diǎn)幾變化為宜。
        電路二、用電壓表、定值電阻測量 
                 三、用電壓表、電流表和滑動(dòng)變阻器測量
        1. 電流表外接法 
         
        點(diǎn)評：分析有， , .測量結果和第一類(lèi)相同。同理，電表選大量程系統誤差小，但偶然誤差大。綜合考慮應選量程適當小的電表測量精度高�；瑒�(dòng)變阻器應選全電阻小的，這樣可以保證接入電路的電阻不會(huì )太大，致使電路中的電流太小，電表指針偏轉不靈敏，不便測量。同時(shí)，阻值小的滑動(dòng)變阻器比阻值大的滑動(dòng)變阻器在改變電阻時(shí)差值小，測量數據多，便于用求平均值的方法減小偶然誤差。
        2. 電流表內接法 
        
參考文獻：
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[2]謝學(xué)俊,王紹杰.測電源電動(dòng)勢和內阻的典型實(shí)驗方法的誤差分析[J].高中數理化，2010(2).
[3]藍崇浩.例談“測量電源電動(dòng)勢和內阻”的幾種變化[J].文理導航(中旬)，2010(6).
作者單位：甘肅武威第十五中學(xué)    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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