原电池电动势的测定

原电池电动势的测定

快速判断电路误差的类比法:

两个典型电路图示例

内接法时,测量电源电动势的值等于真实值,但内阻的测量值会大于真实值。

外接法时,测量电源电动势的值会小于真实值,同时内阻的测量值也会小于真实值。

当将电压表视为理想电压表时,实际上忽略了干路电流的计算,这种误差与电流表采用“外接法”时的误差相似。

口诀简述:“电流计算少,外小小相似”。

当把电流表视为理想电流表时,实际上忽略了电压的计算,这种误差与电流表采用“内接法”时的误差类似。

口诀简述:“电压计算缺,内真大近似”。

例题解析:某物理小组采用图甲所示电路测定干电池的电动势和内阻。所需器材包括:

A.待测干电池(电动势约1.5V,内阻约0.5Ω);

B.电压表(量程0至3V,内阻较大);

C.另一只电压表(量程0至15V,内阻更大);

D.电阻箱R₁(调节范围0至999.9Ω);

E.定值电阻R₀=5Ω;

F.开关S一个,导线若干。

(1)为了更准确地测量,应选择B电压表。

(2)主要实验步骤如下:

①首先确保开关S处于断开状态,然后按照图甲连接电路。

②调整电阻箱至特定阻值R₁,闭合开关S,读取电压表示数U₁。

③断开开关S,再次调整电阻箱至另一阻值R₂,然后重新闭合开关S,读取电压表示数U₂。重复此过程以获取多组数据。

(3)根据测得的数据,绘制电压表示数倒数1/U与电阻箱阻值R的关系图线。从图乙可以看出,干电池的电动势E和内阻r可通过已知量a、b和R₀表示得出。

(4)通过对比与分析,可以得出电源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。

方法一:应用待定系数法进行计算与推导。

通过找到实验值和真实值的两个变量R和U,并写出相应的表达式,可以求得电动势和内阻的测量值与真实值的关系。

方法二:类比法的应用

类似于将电压表视为理想电压表的情况,实际上忽略了干路电流的计算,误差类似于电流表的“外接法”误差。同样地,将电流表视为理想电流表时,忽略了电压的计算,误差类似于电流表的“内接法”误差。根据这种类比关系,可以推导出电动势和内阻的测量误差。

【变式训练】


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