电动势真实值与测量值的大小关系(高二物理,人教版选修3-1)

发布网友发布时间：2022-07-19 21:06

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热心网友时间：2023-10-17 10:41

这里可以用等效法来判断测量值与真实值的大小。这个实验有以下两种接法。

左边的那种接法：

这种解法的误差来源是电压表所在支路分流，导致电流表读数不是流过电源的电流。这时可以将虚线框内的当成一个新电源，这样可以看出，电压表的读数就是等效新电源的路端电压。电流表的读数就是等效新电源的电流。测量的U、I值对新电源来说都是准确的。所以测量出的电源内阻和电动势应该是新电源的内阻和电动势。

但是，新电源的内阻是电压表电阻与原来的电源电阻的并联阻值，所以测量的内阻偏小。设电压表内阻r1，原先电源内阻r，电动势E，则新电源的电动势为E'=E-Er/(r1+r)，所以新电源动动势小于原先电源电动势。即测量电动势小于真实电动势，测量电源内阻小于真实电源内阻。

右边那种接法：

这种解法的误差来源是电流表分压作用，导致电压表读数不是路端电压。

同样将虚线框内的那部分当成新电源，这样，电压表的读数就是等效新电源的路端电压，电流表的读数就是等效新电源的电流。所以测量的U、I值对新电源来说都是准确的，即测量值为新电源的电动势和内阻。

但是新电源的内阻是电流表电阻与原来的电源电阻的串联阻值，所以测量的内阻偏大。设原先电源电动势E，则当外电路断路时新电源的电动势为E'=E，所以新电源动动势等于原先电源电动势，即测量电动势等于真实电动势，测量电源内阻大于真实电源内阻。

实际上，由于电源电阻很小，所以应该用电流表外接法，即左边的接法测出的电源内阻误差更小。