测量电源电动势和内阻的误差分析和教学建议论文_张海黎

摘要：本文通过函数对比和图像对比两种方法对“伏安法”（电流表内，外接），“伏阻法”，“安阻法”测电源电动势和内阻的系统误差进行分析，并提出笔者的建学建议。

关键词：测量电源电动势和内阻；伏安法；伏阻法；安阻法；误差；建议

高中物理“测量电源电动势和内阻”实验中由于电表内阻被忽略而引起的系统误差分析是难点之一，笔者对该实验几种常用方法的系统误差进行分析，并提出教学建议，以作抛砖引玉。

一：误差分析

1.电流表外接伏安法误差分析

（1）函数对比法

如图1所示，设电压表示数为U,电流表示数为I。

（2）U—I图像对比法

如图2：若不考虑两电表电阻对实验结果的影响，所测出的U—I图像为a图。若考虑两电表阻值对实验结果的影响：电压表的分流作用导致电流表示数比干路真实电流小。当电压表示数理论为0时电流表示数与干路电流真实值相等，则真实U—I图像为b图。则由U—I图像物理意义得:

（5）

2.电流表内接伏安法误差分析

（1）函数对比法

如图4：若不考虑两电表电阻对实验结果的影响，所测出得U—I图像为c图，若考虑两电表阻值对实验结果的影响：电流表的分压作用导致电压表示数比路端电压真实电流小。当电流表示数理论为0时电压表示数与路端电压真实值相等，则真实U—I图像为d图。则由U—I图像物理意义得:

3.伏阻法误差分析

（1）函数对比法

如图5所示：设电阻箱阻值为R，电压表示数为U。

如图6：若不计电压表内阻对实验结果的影响，所测出的图像为e图，若考虑电压表阻值对实验结果的影响：由于电压表分流作用导致外电阻真实值分之一大于电阻箱阻值分之一。当电阻箱阻值为零时，外电阻真实值分之一与电阻

（1）函数对比法

如图7所示：设电阻箱阻值为R，电流表示数为I。

以上是笔者对测电动势和内阻方法的误差分析的思考。但函数对比法较为繁琐，而图像对比法较为抽象，在实践中建议采用等效电源法判断系统误差。

二：教学建议

等效电源法是将某原件从电路中撤去后将剩余部分看成等效电源，等效电源的电动势是即为接入两点间的电势差E等效 ，接入点间的电阻即为等效内阻r等效 。

图1和图5由于是电压表分流作用而引起误差，所以将电压表和电源视为等效电源，各元件阻值真实阻值如图9所示。AB间等效电动势即为电压表端电压，等效内阻即为电压表与电源真实内阻并联总阻值。即

图2和图7由于是电流表分压作用而引起误差，所以将电流表和电源视为等效电源，各元件阻值真实阻值如如图10所示，AB间等效电动势即为电流表端电压，等效内阻即为电流表与电源真实内阻串联总阻值。即

三：结语

在实际教学中函数对比法的教学是必要的，但此法既费时又容易出现计算错误。因此笔者认为引导学生理解掌握图像对比法，等效电源法均有必要。训练学生将数形结合，等效思想等物理思想融会贯通，提高实验误差分析准确度。

参考文献： 罗翀.“电表内阻对系统误差的影响与修正”【A】物理教学探讨.2019年第2期

论文作者:张海黎

论文发表刊物:《教育学文摘》2020年第1期

论文发表时间:2020/4/14

标签：内阻论文;  阻值论文;  误差论文;  电动势论文;  电源论文;  电流表论文;  电压表论文;  《教育学文摘》2020年第1期论文;