用電流表和電壓表測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn),是通過(guò)電流表和電壓表測(cè)出外電路的幾組電流和電壓,然后用閉合電路的歐姆律求出電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)要求多測(cè)幾組I、U的數(shù)據(jù),求出幾組E、r值,后計(jì)算出它們的平均值。此外,可以用作圖法來(lái)處理數(shù)據(jù),即利用電源的伏安曲線U-I圖象求出E、r值;還可以用等效電源法來(lái)進(jìn)行誤差分析。
常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)電路為電流表外接電路(相對(duì)電源)。但很多同學(xué)畫(huà)出了另外一種測(cè)量電路,即電流表內(nèi)接電路。[敏感詞]就這兩種測(cè)量電路的實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差作一比較,以便明確該實(shí)驗(yàn)的正確電路。
一. 電流表相對(duì)電源外接實(shí)驗(yàn)電路的實(shí)驗(yàn)誤差分析
如圖1,閉合電路的歐姆定律U=E-Ir中的I是通過(guò)電源的電流,而圖1電路由于電壓表分流存在系統(tǒng)誤差,導(dǎo)致電流表讀數(shù)(測(cè)量值)小于電源的實(shí)際輸出電流(真實(shí)值)。設(shè)通過(guò)電源電流為,電流表讀數(shù)為,電壓表內(nèi)阻為,電壓表讀數(shù)為U,電壓表分流為,由電路結(jié)構(gòu),,U越大,越大,U趨于零時(shí),也趨于零。
電流表內(nèi)接實(shí)驗(yàn)電路產(chǎn)生的相對(duì)誤差也可以根據(jù)等效電源的方法進(jìn)行定量計(jì)算,電流表看成內(nèi)電路的一部分。內(nèi)阻的測(cè)量值,即等效電源的內(nèi)阻為電源內(nèi)阻和電流表內(nèi)阻之和,相對(duì)誤差為。因?yàn)镽A與接近甚至大于,所以,相對(duì)誤差很大,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍,內(nèi)阻的測(cè)量已沒(méi)有意義。
綜上所述:利用電流表外接實(shí)驗(yàn)電路,電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量值均小于真實(shí)值,但誤差??;而電流表內(nèi)接實(shí)驗(yàn)電路,電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值不存在系統(tǒng)誤差,而且內(nèi)阻的測(cè)量值大于真實(shí)值會(huì)產(chǎn)生很大的誤差。故伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)采用電流表外接電路。