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(延安市第一中学 陕西 727400)
【中图分类号】G633.7【文献标识码】B 【文章编号】1001-4128(2011)05-0096-01
1 用电压表和电流表测量
如图1所示为本实验采用的电路图。
根据闭合回路的欧姆定律,測量两组数据就可以组成方程组:
解方程组可得
注:ε侧、r侧为测量值;ε实、r实为实际值。上述计算中没有考虑电压表和电流表内阻对实验的影响,但是在实际中,电压表和电流表都存在电阻,因此测量有误差。
(1)内接法(如图2所示)
此时电压表测量的是电流表和滑动变阻器的总电压,干路电流并不等于电流表测量的电路,而是等于通过电流表的电流和通过电压表的电流,即。由闭合回路的欧姆定律得:
解得,即内阻电阻的测量值等于内阻的实际值与电压表并联的阻值,因此电池内阻的测量值比实际值偏小。
由于r实-r测>0,故ε实-ε测>0,因此电动势的测量值比实际值偏小。
(2)外接法(如图3所示)
此时电压表测量的滑动变阻器两端的电压,但电流表测量的是通过电压表的电流与通过电阻的电流之和。由闭合回路的欧姆定律得:
解得,与内阻测量值的表达式比较可知r测r实+RA,即内阻电阻的测量值等于内阻的实际值与电流表串联的阻值,因此电池内阻的测量值比实际值偏大。
将代入可得,因此电动势的测量值没有偏差。
2 用一只电流表和电阻箱测量
2.1 原理及原理图
电路图如图4所示。测量原理为闭合回路的欧姆定律εI(R+r),其中R为电阻箱的阻值。改变电阻箱的阻值,可以得到两组数据,联立方程即可解出电动势和内阻。
(2)误差分析
由电压表和电阻箱的两组数据联立方程组:
解得
但是实际的电流表存在内阻,考虑到电流表的内阻同样得到方程组:
解得r测r实+RA,。此种方法测得的内阻偏大,电动势无偏差。
2.用一只电压表和电阻箱测量。
(1)原理及原理图
电路图如图5所示。测量原理为闭合回路的欧姆定律。同理,测出两组数据就可以通过解方程的方法求出电动势ε和r内阻。
(2)误差分析
由电流表和电阻箱的两组数据联立方程组:
解得,
考虑到电压表的内阻,同样得到方程组:
解得,即内阻电阻的测量值等于内阻的实际值与电压表并联的阻值,因此电池内阻的测量值比实际值偏小。
而,故此种方法测得的电动势偏小。
【中图分类号】G633.7【文献标识码】B 【文章编号】1001-4128(2011)05-0096-01
1 用电压表和电流表测量
如图1所示为本实验采用的电路图。
根据闭合回路的欧姆定律,測量两组数据就可以组成方程组:
解方程组可得
注:ε侧、r侧为测量值;ε实、r实为实际值。上述计算中没有考虑电压表和电流表内阻对实验的影响,但是在实际中,电压表和电流表都存在电阻,因此测量有误差。
(1)内接法(如图2所示)
此时电压表测量的是电流表和滑动变阻器的总电压,干路电流并不等于电流表测量的电路,而是等于通过电流表的电流和通过电压表的电流,即。由闭合回路的欧姆定律得:
解得,即内阻电阻的测量值等于内阻的实际值与电压表并联的阻值,因此电池内阻的测量值比实际值偏小。
由于r实-r测>0,故ε实-ε测>0,因此电动势的测量值比实际值偏小。
(2)外接法(如图3所示)
此时电压表测量的滑动变阻器两端的电压,但电流表测量的是通过电压表的电流与通过电阻的电流之和。由闭合回路的欧姆定律得:
解得,与内阻测量值的表达式比较可知r测r实+RA,即内阻电阻的测量值等于内阻的实际值与电流表串联的阻值,因此电池内阻的测量值比实际值偏大。
将代入可得,因此电动势的测量值没有偏差。
2 用一只电流表和电阻箱测量
2.1 原理及原理图
电路图如图4所示。测量原理为闭合回路的欧姆定律εI(R+r),其中R为电阻箱的阻值。改变电阻箱的阻值,可以得到两组数据,联立方程即可解出电动势和内阻。
(2)误差分析
由电压表和电阻箱的两组数据联立方程组:
解得
但是实际的电流表存在内阻,考虑到电流表的内阻同样得到方程组:
解得r测r实+RA,。此种方法测得的内阻偏大,电动势无偏差。
2.用一只电压表和电阻箱测量。
(1)原理及原理图
电路图如图5所示。测量原理为闭合回路的欧姆定律。同理,测出两组数据就可以通过解方程的方法求出电动势ε和r内阻。
(2)误差分析
由电流表和电阻箱的两组数据联立方程组:
解得,
考虑到电压表的内阻,同样得到方程组:
解得,即内阻电阻的测量值等于内阻的实际值与电压表并联的阻值,因此电池内阻的测量值比实际值偏小。
而,故此种方法测得的电动势偏小。