用伏安法測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻誤差分析

1、用伏安法測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)，可以用內(nèi)接法和外接法，如圖所示，試分析 兩種電路的誤差對(duì)結(jié)果的影響。甲：內(nèi)接迭乙外接法解：（1）對(duì)于甲圖中的內(nèi)接法，由于電壓表分流IV，使電流表所測(cè)的電流I測(cè)小于電源的輸出電流I真，即：I真=1測(cè)+IV，而，U越大，lv越大；U越小，lv越??；U趨近于零時(shí)，Iv也趨于零。在下圖E尸中，測(cè)量線為AB ,真實(shí)線應(yīng)為A'B ,可以看出E測(cè)v E真。由 '得:另一種思路：將虛線框內(nèi)的電壓表和電池看做一整體， 內(nèi)接法實(shí)際上 測(cè)的是這個(gè)整體的電動(dòng)勢(shì)和總內(nèi)阻。當(dāng)外電路（虛線框外）斷開時(shí)， 路端電壓等于電動(dòng)勢(shì)數(shù)值，由于電壓表的影響，此時(shí)的“電動(dòng)勢(shì)”實(shí) 際上是電壓

2、表兩端電壓，由于 Rv>> r，所以二者近似相等，但略小 于電動(dòng)勢(shì)；此時(shí)的總內(nèi)阻是電壓表內(nèi)阻與電池內(nèi)阻并聯(lián)的總和，貝Sr測(cè)v r真，內(nèi)接法要求Rv>> r，一般的電壓表內(nèi)阻較大，因此實(shí)驗(yàn)中般采用內(nèi)接法對(duì)于乙圖中的外接法，由于電流表的分壓作用，有U真=U測(cè)+UA, 即U真=U測(cè)+IRa，這樣在U-I圖線上對(duì)應(yīng)每個(gè)I，應(yīng)加上一修正值 U=IR a，由于Ra很小，所以在I很小時(shí)，AU趨于零，I增大，增Er *大，如圖所示，可以看出，E測(cè)=E真，由 ，得r測(cè)r真另一種思路：將虛線框內(nèi)的電流表和電池看做一整體， 外接法測(cè)的是 這個(gè)整體的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。當(dāng)外電路斷路時(shí)，路端電壓等于電

3、動(dòng)勢(shì)數(shù) 值。測(cè)的內(nèi)阻實(shí)際上是電流表與電池內(nèi)阻串聯(lián)的總內(nèi)阻。所以E測(cè)=E真，r測(cè)r真，外接法要求RaVV r，但是一般電池內(nèi)阻很小，很難滿足這一條件，因此實(shí)驗(yàn)中一般不采用這種方法考點(diǎn)名稱：實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。實(shí)驗(yàn)原理：如圖1所示，改變r(jià)的阻值，從電壓表和電流表中讀出幾組I、u值，利用閉合電路的歐姆定律求出幾組 £、r值，最后分別算出它們的平均值。此外，還可以用作圖法來處理數(shù)據(jù)。即在坐標(biāo)紙上以I為橫坐標(biāo)，U為縱坐標(biāo)，用測(cè)出的幾組I、U值畫出U-I圖象（如圖2）所得直線跟縱軸的交點(diǎn)即為電動(dòng)勢(shì)值，圖線斜率的絕對(duì)值即為內(nèi)電阻 r的值。實(shí)驗(yàn)器材:待測(cè)電

4、池，電壓表（0-3V ），電流表（0-0.6A ），滑動(dòng)變阻器（10 Q）,電鍵，導(dǎo)線。 實(shí)驗(yàn)步驟：1 電流表用0.6A量程，電壓表用3V量程，按電路圖連接好電路。2 把變阻器的滑動(dòng)片移到一端使阻值最大。3 閉合電鍵，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)，記錄一組數(shù)據(jù)（li、Ui），用同樣方法測(cè)量幾組I、U的值。4 .打開電鍵，整理好器材。5 處理數(shù)據(jù)，用公式法和作圖法兩種方法求出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的值。注意事項(xiàng)：1、 為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些，可選用已使用過一段時(shí)間的1 號(hào)干電池。2、 干電池在大電流放電時(shí)，電動(dòng)勢(shì)會(huì)明顯下降，內(nèi)阻r會(huì)明顯增大，故長(zhǎng)時(shí)間放電不宜 超過0.3A，短時(shí)間放電不宜超過 0.5A。因此，實(shí)驗(yàn)中不要將 I調(diào)得過大，讀電表要快，每次讀完立即斷電。3、 要測(cè)出不少于6組I、U數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些，用方程組求解時(shí)，要將測(cè)出的I、 U數(shù)據(jù)中，第1和第4為一組，第2和第5為一組，第3和第6為一組，分別解出 & r 值再平均。4、在畫U-I圖線時(shí)，要使較多的點(diǎn)落在這條直線上或使各點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)。個(gè) 別偏離直線太遠(yuǎn)的點(diǎn)可舍去不予考慮。這樣，就可使偶然誤差得到部分的抵消，從而提高 精確度。5、 干電池內(nèi)阻較小時(shí)路端電壓 U的變化也較小，即不會(huì)比電動(dòng)勢(shì)小很多， 這時(shí)，在畫U-I 圖線時(shí)，縱軸的刻度可