測電源電動勢和內電阻的實驗原理及誤差分析

中圖分類號：G633 文獻標識碼：A 文章編號：1008-925X(2011)07-0091-02

1 測電源電動勢與內電阻的實驗原理和實驗電路圖

在閉合電路中，根據全電路歐姆定律有：E=U+Ir—①，（其中E表示電源的電動勢，U表示電源的路端電壓，I表示閉合電路中的電流，r表示電源的內阻，R表示外內阻），它是測電源電動勢與內電阻的實驗原理。

“伏安法”。把①式移項可得：U=Ir+E ，改變電路中的外電阻R，測出一系列的I和U值，作出U-I圖象。根據數學知識知：圖象在U軸上的截距即為電源的電動勢E，直線的斜率即為內阻r的負值。由于此方法同時要用到伏特表和安培表測量電源的電動勢和內電阻所以叫“伏安法”。

2 測電源電動勢與內電阻的誤差來源及誤差分析

2.1 用公式法進行誤差分析。其實質是用閉合電路的歐姆定律進行定量的計算并比較由于電表的內阻帶來的影響。

2.1.1 電流表內接法（相對電池的內電阻而言），用公式法分析電流表的內阻對測量結果的影響。

①不考慮電流表內阻，所得結果為測量值：

可見，無論是電源的電動勢還是內電阻，測量值都小于真實值，但因為電壓表的內阻比電池的內阻大得多，所以，RV的分流作用對測量造成的影響很小，甚至于比讀數造成的相對誤差還小，可以忽略不計；而電流表內接法由于安培的內阻的分壓作用造成的影響不可忽略，因此，常用安培表外法測電源電動勢與內電阻。

2.2 用圖像法進行誤差分析。

2.2.1 電流表內接法（相對電池的內電阻而言），用圖像法分析電流表的內阻對測量結果的影響。