幾種“測量電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻”的誤差分析與選擇

“測量電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻”是高中階段比較重要的電學(xué)實(shí)驗(yàn)之一，在各地高考中出現(xiàn)的頻率也比較高，電路選擇以及誤差分析是該實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn)。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中往往有很多的疑點(diǎn)。下面對該實(shí)驗(yàn)的幾種常規(guī)電路的特點(diǎn)及誤差做簡要的辨析。

一、教材中提供的電路

我們中學(xué)物理教材中給我們提供了如圖1所示的兩種電路圖來測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。而圖2所示的電路在平時(shí)的學(xué)習(xí)中也經(jīng)常出現(xiàn)。在兩種電路的選擇上往往困擾著學(xué)生。

如圖1和2所示的電路中在忽略電路中電表內(nèi)阻的情況下，由閉合電路的歐姆定律對E和r的求解：

對上面的真實(shí)值變形與測量值比較可以得到：

二、其他幾種測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻的方法

有些時(shí)候，往往題中所給的實(shí)驗(yàn)器材并沒有那么多，只有一只電表（一只電壓表或一只電流表）和一個(gè)變阻箱，同樣也可以測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。雖然只有一只電表，但是可讀數(shù)的變阻箱也可以幫助完成。具體如下：

1.只有一只電流表和變阻箱

2.只有一只電壓表和變阻箱

綜上所述，測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻的方法多種，不勝枚舉，但是原理相同，在實(shí)際問題中一定要選擇比較合適的方法，如，在一般測量干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻時(shí)，我們通常用圖1（或圖8、圖9乙）的電路，雖然電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量值均小于真實(shí)值，但誤差小，而用圖2（或圖7、圖9甲）的電路，雖然電動(dòng)勢的測量不存在系統(tǒng)誤差，但是內(nèi)阻的測量值大于真實(shí)值而且會(huì)產(chǎn)生很大的誤差。故我們在選擇方法時(shí)一定要仔細(xì)分析和考慮。

參考文獻(xiàn)：

從德周，郭文杰.測電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻的誤差分析.物理教學(xué)探討，2009（1）.

（作者單位 浙江省桐廬縣浙江省桐廬中學(xué)）