测定电源电动势和内阻及误差分析
- 格式:ppt
- 大小:613.50 KB
- 文档页数:22
文/贺育平测电源电动势和内电阻的实验是高中物理的一个重要实验,也是恒定电流一章的难点,更是高考实验考查的一个热点,本实验的误差分析在考试当中经常考查,对学生来说有一定难度,下面就以《普通高中课程标准实验教科书物理》(选修3-1)中提到的方法用三种不同的分析误差方式进行详细分析对比。
实验电路:电流表相对电源外接(课本上的方法),如图1所示。
实验原理:测定电源电动势和内阻的基本原理是闭合电路欧姆定律E=U+Ir,只要测出两组路端电压和总电流,联立解方程组即可得电源的电动势E和内阻r,本实验主要误差来源于电压表分流存在系统误差,导致电流表读数(测量值)小于电源的实际输出电流(真实值)现就误差分析如下:方法1:理论计算法设电源的电动势和内电阻的真实值分别为E真和r真,电源的电动势和内电阻的测量值分别为E测和r测。
电流表和电压表的内阻分别为RA和RV。
滑动变阻器从右向左移动,得到的两组示数分别为(U1,I1)和(U2,I2)。
如果不考虑电压表和电流表的内阻,由全电路欧姆定律有:由于RV>r,所以两者的相对误差都很小。
一般就是采用这种测量电路测量电源的电动势和内电阻。
方法2.图象法由于图象直观、简洁,会经常在物理学中用到,特别是在定性分析中有其优越性,下面就本实验图象分析如下:首先对于U-I图象,要知道横坐标的截距表示短路电流,纵坐标的截距表示断路电压,也就是电源的电动势,斜率表示电源的内阻。
方法3.等效法我们知道实际电压表可以等效为理想电压表和RV的并联,实际电流表可以等效为理想电流表和RA的串联。
图1电路误差的主要来源是电流表的读数小于实际的总电流,所以实验电路可以等效为如下电路。
等效电路虚线部分可等效为一个电源,电压表测的是等效电源的路端电压,电流表测的是等效电源的总电流,故该电路测的是等效电源的电动势和内阻。
根据等效电源知识有:因为RV>r真,故该电路误差极小。
在按上述三种方法进行实验和分析后,绝大多数学生都能很好地理解该实验的系统误差,掌握减小误差的方法,并提高了理论分析的水平。
“测定电源电动势和内阻”实验的误差分析在中学物理实验室里,测定电源电动势和内阻的方法有多种,它们的测量原理都是闭合电路欧姆定律。
几种测定方法的误差进行分析和比较如下:1.电流表外接法这是课本上的学生实验电路图,只要测出两组U、I的值,就能算出电动势和内阻。
对电路的接法可以这样理解:因为要测电源的内阻,所以对电源来说用的是电流表外接法。
图1【分析方法1】计算法:根据闭合电路欧姆定律,其测量的原理方程为:其中U、I分别是电压表和电流表的示数,通过调节滑动变阻器,改变路端电压和电流,这样就得到多组数据,每两组数据就可以求出电动势和内阻。
设某两组U、I的值的大小关系为:U>U2,I1<I2。
1解得:,由于电压表的分流作用,电流表的示数I不是流过电源的电流I0,有I<I0,那么测得的电动势E和内阻r与真实值比较是偏大还是偏小呢?设电压表的内阻为R V,用E0表示电动势的真实值,r0表示内阻的真实值,则方程应修正为:解得:,可见电动势和内阻的测量值都小于真实值。
【分析方法2】图像法:以上是定量计算分析,还可以利用电源的伏安特性曲线来定性分析。
如图2所示,直线①是根据U、I的测量值所作出的U-I图线,由于I<I0,而且U越大,I和I之间的误差就越大,而电压表的示数U就是电源的路端电压的真实值U0,除了读数会有误差外,可以认为U=U0,经过修正后,直线②就是电源真实值反映的伏安特性曲线,由图线可以很直观的看出E<E0,r<r0。
【分析方法3】等效法:把电压表和电源等效为一新电源,如图1虚线框所示,这个等效电源的内阻r 为r0和R V的并联电阻,也就是测量值,即等效电源的电动势为电压表和电源组成回路的路端电压,也就是测量值,即由以上分析还可以知道,要减小误差,所选择的电压表内阻应适当大些,使得。
【实验方法拓展】教科书上介绍了用电压表和电阻箱测电源电动势和内阻,电路如图3所示。
图3调节R,测出两组U、R的值,就能算出电动势和内阻,其测量的原理方程为:其中U是电压表示数,R是电阻箱示数。
测定电源电动势和内阻”实验的误差分析与比较在测定电源电动势和内阻的实验中,误差分析显得尤为重要。
电源的电动势和内阻是我们研究电路性能的关键。
细节之处常常藏着真相,咱们就得好好深入探讨。
首先,实验误差可以分为系统误差和随机误差。
系统误差是固定的,像个死磕的老头子,难以摆脱。
比如,使用的电压表和电流表的精度会直接影响结果。
想象一下,如果电压表的零点偏移,咱们测出的电动势就会有偏差。
这时候,心里总是有点犯嘀咕,不知道数据到底靠不靠谱。
随机误差则像是空气中的灰尘,偶尔出现,难以预测。
比如,在连接电路时,接触不良就可能导致电流的不稳定,结果也就跟着“打了折扣”。
所以,搞实验的时候,细心是必须的,万一一个小失误,前功尽弃。
接下来,我们再聊聊电动势的测量。
电动势代表的是电源的能力,直接关系到电路的使用。
测量时,使用不同的负载电阻,记得要保持电路的稳定。
注意啊,电源的内阻在这时也不能忽视,它会影响电流的大小,直接关系到我们测得的电动势。
如果内阻太高,电源就像是个被束缚的巨人,无法发挥真正的实力。
在实际操作中,常常会遇到各种各样的问题。
电流表和电压表的连接位置,都会对测量结果产生影响。
比如,当电流表串联在电路中,电流会被内阻所影响,测得的电流总是小于实际值。
这就得注意了,保持仪器的准确性是我们的首要任务。
我们还需要考虑环境因素的影响。
温度变化、湿度变化都会影响电路的性能。
试想一下,外面刮风下雨,实验室的环境变得不稳定,那结果肯定也会“水土不服”。
所以,保持一个恒定的实验环境至关重要。
哪怕是微小的变化,都可能导致最终的测量结果出现偏差。
再来,实验数据的处理也同样重要。
数据不光是数字,更是我们理解电源特性的钥匙。
采用最小二乘法等统计分析方法,可以帮助我们更准确地得到电动势和内阻的值。
把数据仔细整理,错落有致,才能在分析时一目了然。
最后,实验总结也是不可忽视的一环。
通过对比实验结果,可以发现哪些环节容易出错,哪些因素影响最大。
测量电源电动势和内阻实验误差分析
本文介绍了测定电源电动势和内阻的几种方法,并对它们的误差进行了分析和比较。
第一种方法是电流表外接法,根据闭合电路欧姆定律,可以通过测量电压表和电流表的示数来计算电动势和内阻。
但由于电压表的分流作用,电流表的示数并不等于流过电源的电流,所以测得的电动势和内阻都会偏小。
第二种方法是图像法,利用电源的伏安特性曲线来定性分析。
通过绘制U-I图线,可以看出测得的电动势和内阻都偏小。
第三种方法是等效法,将电压表和电源等效为一新电源,并计算出等效电源的电动势和内阻。
同样可以得出测得的电动势和内阻都偏小的结论。
为了减小误差,可以选择内阻适当大一些的电压表,同时在实验中也可以采用电压表和电阻箱的组合来测量电源电动势和内阻。
文章中存在格式错误和明显有问题的段落,需要进行修改。
修改后的文章如下:
在电路中,电动势的测量值并不是电源的路端电压,而只是由电流表的分压得到的两端电压。
因此,最终测得的电动势的测量值等于真实值,而内阻的测量值大于真实值。
虽然第二种实验方法可以得到电动势的测量值等于真实值,但由于电源本身内阻较小,这种方法得到的内阻的测量值可能会有误。
因此,在实验中还是采用第一种实验方法较为可靠。
“测定电源电动势和内阻”实验的误差分析在中学物理实验室里,测定电源电动势和内阻的方法有多种,它们的测量原理都是闭合电路欧姆定律。
几种测定方法的误差进行分析和比较如下:1.电流表外接法这是课本上的学生实验电路图,只要测出两组U、I的值,就能算出电动势和内阻。
对电路的接法可以这样理解:因为要测电源的内阻,所以对电源来说用的是电流表外接法。
图1【分析方法1】计算法:根据闭合电路欧姆定律,其测量的原理方程为:其中U、I分别是电压表和电流表的示数,通过调节滑动变阻器,改变路端电压和电流,这样就得到多组数据,每两组数据就可以求出电动势和内阻。
设某两组U、I的值的大小关系为:U>U2,I1<I2。
1解得:,由于电压表的分流作用,电流表的示数I不是流过电源的电流I0,有I<I0,那么测得的电动势E和内阻r与真实值比较是偏大还是偏小呢设电压表的内阻为R V,用E0表示电动势的真实值,r0表示内阻的真实值,则方程应修正为:解得:,可见电动势和内阻的测量值都小于真实值。
【分析方法2】图像法:以上是定量计算分析,还可以利用电源的伏安特性曲线来定性分析。
如图2所示,直线①是根据U、I的测量值所作出的U-I图线,由于I<I0,而且U越大,I和I之间的误差就越大,而电压表的示数U就是电源的路端电压的真实值U0,除了读数会有误差外,可以认为U=U0,经过修正后,直线②就是电源真实值反映的伏安特性曲线,由图线可以很直观的看出E<E0,r<r0。
【分析方法3】等效法:把电压表和电源等效为一新电源,如图1虚线框所示,这个等效电源的内阻r 为r0和R V的并联电阻,也就是测量值,即等效电源的电动势为电压表和电源组成回路的路端电压,也就是测量值,即由以上分析还可以知道,要减小误差,所选择的电压表内阻应适当大些,使得。
【实验方法拓展】教科书上介绍了用电压表和电阻箱测电源电动势和内阻,电路如图3所示。
图3调节R,测出两组U、R的值,就能算出电动势和内阻,其测量的原理方程为:其中U是电压表示数,R是电阻箱示数。
V〇1.50 No.lJan.2021习题研究“测定电源的电动势和内阻”电路的系统误差分析杨秀娟(山东省梁山县现代高级中学山东济宁272600)文章编号:l〇〇2-218X(2021)01-0057-02 中图分类号:G632. 470 文献标识码:B测定电源的电动势和内阻既是中学物理基础实验,又是近年高考考查学生物理实验能力的热点内容。
实验误差分析是学生学习过程中的难点。
笔者 针对测定电源的电动势和内阻常用的两个设计电路的系统误差分别用公式法、图像法、等效电源法进行 分析,供同行参考。
一、测定电源的电动势和内阻的原理利用电压表和电流表测定电源的电动势和内阻的实验中,常用的两个电路分别是电流表外接法(如 图1所示)和电流表内接法(如图2所示)。
41务"S)图图2若将电压表和电流表看作理想电表。
通过图1、图2两个电路分别测量得到电源电动势和内电阻的测量值E*(和结果相同,根据闭合电路欧姆定律得E m=U2 +I2r解得E m T^i7~—U2—L7ir*_h-h由于实际电表都有内阻,当选用图1所示电路时,系统误差来自电压表的分流作用;当选用图2所 示电路时,系统误差来自电流表的分压作用。
故测量 得到的电源电动势和内阻都存在系统误差。
二、测定电源电动势和内阻的误差分析1.用公式法分析误差假设电压表和电流表的内阻分别为和R A,电源电动势和内阻的真实值分别为和^,如果利用图1所示电路进行测量,根据闭合电路欧姆定律得E真=L/2+a2+g )r*因为电源内阻一般远远小于电压表内阻,由上式近似解得(i+^)^E*a+Kv.C/2-U,x\ v iv y由此可知:电源电动势和内阻的测量值和「《(比真实值小,因为4《R V,实验系统误差较小。
如果利用图2所示电路进行实验测量,根据闭合电路欧姆定律得E真£K=L/2+J2(n(+i?A)解得_u2-u,n _…r真一一尺A—n H~K A<r m由此可知:电源电动势的测量值等于真实值,没有系统误差;电源内阻的真实值等于其测量值与电流表内阻之差,因为电源内阻很小,应用图2所示方法测量实验的系统误差较大。
测定电源电动势和内阻实验的系统误差分析《测定电源电动势和内阻》实验是电学的重要实验之一。
实验电路可采用电流表的内接法和外接法如图1、2,这两种电路连接从误差角度分析各有优缺点,通常实验采用电流表的外接,是为了使电源内阻测量误差更小,如果实验要求电源电动势测量准确,那就要采用电流表的内接,下面用等效处理法、图像修正法、理论计算法分别分析电流表的内接和外接对电源电动势和内阻测量结果造成的误差。
1理论计算法根据闭合电路欧姆定律e=u+ir,两次测量方程为 e测=u1+i1r测,e测=u2+i2r测,解得e测=,r测=若采用图1电路测量时,考虑电流表和电压表的内阻,应用闭合电路欧姆定律有e真=u1+(i1+)r真, e真 =u2+(i2+)r真,e真、r真为电源电动势和内阻的真实值,解得e真=,r真=,比较e测、e真,r测、r真得e测<e真, r测<r真,用图1电路测量电源电动势和内阻,e测偏小,r测偏小若采用图2电路时,考滤电流表和电压表的内阻,应用闭合电路欧姆定律有:e真=u1+i1r真+i1ra ,e真=u2+i2r真+i2ra,解得e真=, r真= ,比较e测、e真、r测、r真可知;e测=e真,r测>r真,即用图2电路测量电动势和内阻时,电动势无系统误差,r测偏大。
2 图象修正法2.1用图1电路测量,用测量值作u-i图象,如图3所示,从图象上可以求出e测、r测,纵轴截距即为e测,r测=,外压为0时,对应的电流为短路电流,或r测=(k为斜率)。
图1中电压表的示数表示外压的真实值,而电流表的示数不是电源的真实电流。
(i电源=i测+i伏),在u-i图象中取测量电压u测1,测量电流i测1,即图4中a点,如图4,相对应的实际外压u1=u测1,实际电流i1>i测1,在a点右边,即图4中a′点,△i1=i1-i测1=iv ,△i1为电源的实际电流与电流表示数的差值;取测量电压u测2,(u测2<u测1),测量电流i测2,即图中b点,相对应的实际外压u2=u测2,实际电流i2>i测2,在b点右边即图4中b′点,△i2=i2-i测2= iv,△i2为电源的实际电流与电流表示数的差值。
测〃电源电动势和内阻〃常用的方法及误差分析测电源电动势和内阻属于高中物理的“恒定电流"教学内容,它也是高中物理中的重点和难点内容,为此,需要引导学生进行全面的实验设计,增进学生对物理实验原理和方法的理解,帮助学生发现、分析和解决问题。
一、电流表外接测电源电动势和内阻的误差分析电流表的外接法如下图所示,在这个实验电路中,学生只须测出两组U和I的值,即可以计算出电动势和内阻。
1.公式计算法分析误差如上图,假设电源的电动势和内阻的测量值分别为E测和r测,真实值分别为E和r o假设将电表内阻的影响排除在外,运用闭合电路欧姆定律,测量的原理可以用如下公式表达:E)三=∪1+I1,r测=U2+I2r测。
如果将电表内阻的影响考虑在内,那么依据闭合电路欧姆定律,测量原理可以用如下公式表达:E=Ul+(Il+∪l∕Rv)r,E=U2+(I2+∪2∕Rv)r,将上面四个公式联合计算,可以得出:E测=(Rv/Rv+r)E,r测=(Rv/Rv+r)r o根据这个计算结果,可以看出电动势和内阻的测量值都小于真实值。
2.等效电源法测量误差将电压表和电源视同为一个新电源,等效电源的内阻r效是r和Rv的并联电阻,那么,其测量值r 测=r效=(Rv/Rv+r)r<r o等效电源的电动势E效为电压表和电源组成回路的路端电压,其测量值E测=E效=(Rv/Rv+r)E<E,由此可知,真实值大于电动势和内阻的测量值。
3.图像法如果将电表内阻的影响排除在外,测量的原理公式为:E测=U+k测,如果将其考虑在内,那么,以闭合电路欧姆定律为依据,可知其公式为:E=U+(I÷Iv)r,参照下图:在上图中,电压表测的是电源的真实电压,而在I真=I测+Iv的实验中,对电压表的电流IV加以忽略而造成误差,当电压的求值越大时,其误差越大。
当U=O时,其误差为零,因而,可以由上图看出E测<E,r测<r。
二、电流表内接法测电源电动势和内阻的误差分析1.公式计算法如上图,假设电源的电动势和内阻的测量值分别可以用E测和r测加以表达,而真实值分别用E 和r表达,如果将电表内阻的影响排除在外,根据闭合电路欧姆定律,测量的公式为:E测=Ul+Ilr测=U2+I2r测;如果不将电表内阻排除在外,则依据闭合电路欧姆定律,可知其公式为:z E测E=U1+I1(r+RA),E=U2+I2(r+RA),通过对上述四个公式联立计算,可以得出:E测=E,r测=RA+r>r0由此可知,电动势的测量值等于真实值,内阻的测量值大于真实值。
实验测定电源电动势和内阻误差分析实验测定电源电动势和内阻误差分析1. 实验背景在电路中,电源的电动势和内阻是非常重要的参数。
电源的电动势是指电源产生的电压,内阻则是指电源输出电流时产生的电阻。
电动势和内阻的大小直接影响电流和电压的大小和稳定性,因此需要对其进行测定和分析。
2. 实验目的本实验的主要目的是测定直流电源的电动势和内阻,并分析误差。
通过实验可以了解电子元器件的基本性质和电路分析方法,同时也能够熟悉电路测量仪器的使用和数据处理技巧。
3. 实验原理及步骤(1)实验原理本实验采用电桥法测定直流电源的电动势和内阻。
电桥是用来测量电阻或电容的一种装置,可以测定任意两点间电阻之比或电容之比,从而求得待测电阻或电容值。
在本实验中,电桥的平衡态条件是R1/R3=R2/Rx,通过调整电桥上的一些元件,可以让电桥的电流为零,即达到平衡状态。
此时,有下式成立:Ux/U0=R2/(R1+R3),其中,U0为电源的电动势;Ux为待测电阻Rx消耗电流时的电压降;R1、R2、R3分别为电桥上的三个电阻。
(2)实验步骤① 将电桥装置连接好,如图1所示。
② 开始测量前,应先调节电位器,使伏特计读数为零。
③ 调节电桥上的调节电位器,使伏特计读数最小。
④ 记录电桥两端电压U1,U2和两侧电阻R1,R2,R3的数值。
⑤ 更改待测电阻Rx,然后再次测量与记录数值。
⑥ 统计数值,并进行误差分析和处理。
(3)实验注意事项① 在使用电桥时应注意电阻和电容的特性,以及测量的精度和误差。
② 在进行实验前,应检查设备的连接是否正确,以及电源的电压是否稳定。
③ 在测量时应保证实验环境的光线明亮,以便观察仪表的指示值。
4. 实验结果与误差分析(1)实验数据记录本实验共进行了3组测量,分别得到了以下数值。
其中,U1、U2、R1、R2、R3、Rx、Ux分别表示电桥两端电压、电桥电阻与待测电阻消耗电流时的电压降。
| 序号| U1(V) | U2(V) | R1(Ω) | R2(Ω) | R3(Ω) | Rx(Ω) | Ux(V) || --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- || 1 | 2.01 | 2.98 | 500 | 1000 | 1000 | 500.5 | 1.49 || 2 | 2.04 | 2.96 | 500 | 1000 | 1000 | 1002.2 | 1.46 || 3 | 2.02 | 2.97 | 500 | 1000 | 1000 | 1501.6 | 1.44 |(2)实验误差分析通过上述数据可以发现,实验测量中存在着一些误差。
《测定电源电动势和内阻》的实验误差分析重庆市江津聚奎中学张涛邮编402289在做《测定电源电动势和内阻》实验时,由于电流表和电压表存在内阻, 使得我们不可能同时准确测得流过电池的电流和电池两端的电压,因此测量结果不可避免地存在系统误差。
在分析实验误差时,若采用定量计算的方法不仅比较繁琐,而且不易看出实验误差产生的原因。
若采用定性分析方法,不仅可迅速地得出结论,且能更好地揭示实验误差产生的原因。
下面,就介绍两种定性分析实验误差的方法。
(一)图象法用U—I函数图象定性地分析实验误差的情况。
由图1所示的电路可知,电流表准确地读出了流过电池的电流I,但电压表读的却是R两端的电压U R,它小于电池两端的电压即路端电压U路。
路端电压U路和电压表读出的电压U R的差值ΔU=U路-U R=U A=I·R A即为电流表两端的电压。
由于R A是定值,在路端电压U路越低,电流I越大的情况下,误差I·R A 就越大;而当I趋于0时,误差I·R A也趋于0。
此时,测量值和真实值重合,路端电压U路趋于电动势E。
将测量值I1,U1;I2,U2和真实值I1,'1U= U1+ I1·R A;I2,'2U= U2+ I2·R A分别在U—I图中标出,可得两条直线。
如图2所示,它们在U轴上的截距相同,也即电池的电动势的测量值和真实值相等。
而在I轴上有不同的截距;测量值的截距小,直线的斜率大,也即测得的电池内阻偏大。
因此,如果采用这种接法,测得的电动势无系统误差,但测得的电池内阻偏大。
EU1 '1UU2'2UI1I2 图1 图2由图3所示的电路知,电压表的读数准确地读出了路端电压U 路,但电流表读的电流却是流过电阻R 的电流I R ,它小于流过电池的总电流I ,它们的差值也即流过电压表的电流:ΔI=I -I R = I V =VR U 路;因为R V 是定值,因此U 路越大,误差ΔI 也就越大;当U 路趋于0时,误差ΔI 也趋于0。
测定电源电动势和内阻及误差分析电源电动势和内阻是每个实验室中常见的电学实验之一、在这篇文章中,我们将介绍如何测定电源的电动势和内阻,并进行误差分析。
首先,我们需要准备的实验器材有一个电源、一个准确的伏特表、一根准确的接线和一些标准电阻。
下面是具体的操作步骤:1.连接电源和伏特表:将电源的正极与伏特表的正极相连,电源的负极与伏特表的负极相连。
2.调节伏特表的测量范围:根据电源的电动势大小,选择合适的测量范围,并将伏特表调节到这个范围。
3.测量电源的电动势:将伏特表的测量引线分别连接到电源的正负极,记录下伏特表的示数,这个数值就是电源的电动势。
4.连接标准电阻:将标准电阻的一端连接到电源的正极,另一端连接到伏特表的负极。
5.测量电源的内阻:根据欧姆定律,通过电流和电阻的关系可以计算出电源的内阻,即R=E/I,其中E是电动势,I是通过电路的电流。
6.重复测量:上述步骤可以重复多次,取不同的标准电阻值进行测量,以提高测量的准确性。
误差分析是实验中非常重要的一部分,它能够指导我们正确解读实验数据和结果。
在测量电源电动势和内阻时,可能存在以下几方面的误差:1.仪器误差:伏特表的示数可能存在一定的误差。
为了减小这个误差,我们可以使用更加精确的仪器或者通过多次测量取平均值。
2.连接线的内阻:实际上,连接线也会有一定的电阻,这个电阻被称为内阻。
这个误差可以通过使用更好的连接线来减小。
3.电源的稳定性:电源的电动势可能会随着时间的变化而发生变化。
为了减小这个误差,我们可以使用更加稳定的电源,或者让电源运行一段时间后再进行测量。
4.实验环境的影响:环境温度、湿度等因素都可能对实验结果造成一定的影响。
为了减小这个误差,我们可以控制好实验环境,并进行实验室的温度和湿度的监测记录。
总结一下,测定电源的电动势和内阻是一项常见的电学实验。
在实验中,我们可以通过连接电源和伏特表,使用标准电阻来测量电源的电动势和内阻。
在进行误差分析时,我们需要考虑仪器误差、连接线的内阻、电源的稳定性和实验环境的影响。
测定电源电动势与内阻误差的分析该实验原理是通过全电路欧姆定律,即Ir E U -=,通过测定电源的路端电压与电源电流,运用U -I 图象求电源电动势与内阻。
而Ir E U -=式中的U 与I 应该是电源两端的电压与电源中的电流,但在实际电路中电压与电流不可能同时为电源的。
如图24连接,电压是电源的,而电流小于电源电流;在图25电路中,电流是电源的,而电压小于电源两端的电压。
这就带来了测量中的误差。
这两种连接电路所测得的电源电动势与内阻的值比电源实际是大还是小,分析方法对学生来讲是难点。
分析方法一:用图象法。
假设电压表是理想电压表(内阻无穷大),电流表为理想电流表(内阻为零),那电压表与电流表的读数均为电源的,根据测量的数据作出的U -I 图象,纵坐标的截距为电源电动势的真实值,斜率为电源内阻的真实值。
如图26所示。
图24电路的电表为实际电表,电流表中的电流仍为电源电流,但电压小于电源两端电压,与电源两端电压差值为电流表两端的电压,即A IR U =∆,当I =0时,差值为零,因此用该电路测得的电压与电流所画出的U -I 图线如图27虚线所示,虚线图所测量的电动势与内阻为实际电路的测量值。
由图可知,电源电动势的测量值等于电源电动势的真实值,而内阻的测量值大于电源内阻的真实值。
图25图24图26图27图28电源内阻的测量值等于电源的电动势与短路电流的比值,即图24电路中电压为零时为短路,短路电流AR r E I +=0,所以电源内阻的测量值A R r r +=',因此,内阻相对误差的大小决定于R A 与r 的比值,当R A 比r 小得多时,内阻的相对误差就比较小。
同样的道理,在图25电路中,电压是电源的,电流比电源电流小,差值VR UI =∆,当电压为零时0=∆I ,因此,实际测量电压值与电流值所描绘的图线如图28虚线所示。
由图可知,电动势的测量值小于真实值,而内阻的测量值也小于真实值。
误差的大小决定于电流表读数为零时,电压表的读数与电源电动势的差值。
测定电池的电动势和内阻误差分析引言在实际的电子设备或电路中,电池是常见的电源形式之一。
对于电池的电动势和内阻,准确的测定和分析至关重要。
本文将介绍测定电池的电动势和内阻的方法,并分析误差来源。
电池的电动势测定方法电池的电动势是指能够推动单位正电荷在电池内部完成闭合回路的能力。
通常用伏特(V)作为单位来表示。
有多种方法可以测定电池的电动势,常见的方法有以下两种:1. 电池开路电势测量法该方法是在电池未连接任何外部负载时,使用电压表直接测量电池的电动势。
电压表的测量不会引起电池内部电流的流动,因此可以认为是在零电流的情况下测量出的电池电动势。
但需要注意的是,由于电压表本身的内阻,还有可能会引入一定的测量误差。
2. 电池内阻法该方法通过在电池的正负极之间接入一个已知阻值的电阻,然后测量电池内电阻与电阻并联的总电压,根据欧姆定律可以求得电池的电动势。
这种方法可以消除电压表本身的内阻对测量结果的影响,并且可以更精确地测定电池的电动势。
电池内阻的测定方法电池内阻是指电池在外部电路中流动电流时,由于电池本身的电阻而产生的压降。
电池内阻会导致实际的电动势小于理论电动势,因此测定电池内阻对于了解电池的实际性能非常重要。
常见的方法有以下两种:1. 极限电流法该方法是通过在电池的正负极之间接入一个已知阻值的电阻,并使电流尽可能大地流过电池和电阻,然后测量电池和电阻的电压降,根据欧姆定律可以求得电池的内阻。
这种方法对电池的负荷能力有一定的要求,如果电流过大可能会导致电池过热或损坏。
2. 综合法该方法是通过测量电池在不同负荷条件下的电压降,然后使用曲线拟合等数学方法计算得到电池的内阻。
这种方法相对较为准确,但需要进行一定的数据处理和计算。
误差分析在测量电池的电动势和内阻过程中,可能存在以下几种误差来源:1.电压表的误差:电压表本身具有一定的测量误差,这个误差可以通过校准和选择合适的电压表来降低。
2.电阻的误差:由于电阻本身的阻值并非完全精确,会存在一定的误差。
测定电源电动势和内阻”实验的误差分析与比较电源的电动势和内阻是评价电源性能的重要指标之一、为了测定电源的电动势和内阻,人们常常进行“测定电源电动势和内阻”实验。
该实验通过连接电源、电阻和电流表,测得电源输出电流和电源端电压,再根据欧姆定律计算电源电动势和内阻。
然而,由于各种因素的影响,实验数据可能存在误差。
本文将对“测定电源电动势和内阻”实验的误差分析与比较进行探讨。
首先,对于测量电源的电动势,常用的方法是将电源接入电路,测得电路中的电流和电压,然后利用欧姆定律计算电源的电动势。
然而,在实际测量过程中,电流表和电压表本身的误差、电源输出不稳定、电源内部电阻等因素都会对测量结果产生影响。
电源输出不稳定也是影响测量结果的因素之一、电源的输出有可能受到温度变化、电压波动等因素的影响,导致输出电流和电压的测量值不稳定。
为了减小这种影响,可以使用稳压稳流电源或者采取其他相应的措施。
另外,电源内部电阻是衡量电源性能的重要参数之一、电源内部电阻会导致电源输出电压在负载电流变化时发生衰减。
在测量电动势和内阻时,需要采用恰当的电路示意图,考虑电源内阻的影响,以得到更准确的测量结果。
比较“测定电源电动势和内阻”实验中的误差分析,我们可以发现不同因素的影响程度会有所不同。
在实际测量中,应该根据具体情况选择合适的测量方法和仪器,采取有效的措施减小误差。
此外,还应该多次重复测量,取平均值,以提高测量结果的可靠性。
总之,对于测定电源电动势和内阻实验的误差分析与比较,我们需要考虑电流表和电压表的误差、电源输出的稳定性以及电源内部电阻等因素。
在实际测量中,应选择合适的测量仪器,采取有效的措施来减小误差,提高测量结果的准确度。
同时,还应进行多次重复测量,取平均值,以提高测量结果的可靠性。
通过合理的测量和误差分析,可以更准确地评估电源的电动势和内阻。