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怎么理解测电源电动势和内阻(安阻法测电源电动势和内阻)

怎么理解测电源电动势和内阻(安阻法测电源电动势和内阻)为减小误差,可以多测几组数据,算出E、r后求平均值,也可以采用作图法求解,此时最好能找到呈线性关系的物理规律,我们对公式进行变换,就可以获得:1/I=R/E+r/E,如图所示,2.图像法联立解得:E测=(R₁-R₂)I₁I₂/(I₁-I₂)r测=(I₁R₁-I₂R₂)/(I₂-I₁)

一、安阻法测E、r的两种方法

1.公式法

安阻法所采用的实验电路图如图所示,

怎么理解测电源电动势和内阻(安阻法测电源电动势和内阻)(1)

对应的实验原理为闭合电路的欧姆定律表达式I=E/(R r)。在该公式中,I表示电路的干路电流,可以用电流表进行测量,R表示外电路的总电阻,可以由电阻箱读出,我们采用图所示的电路测出不同外电阻时的两组数据,得到方程:l₁=E/(R₁ r),I₂=(R₂+r),

联立解得:

E测=(R₁-R₂)I₁I₂/(I₁-I₂)

r测=(I₁R₁-I₂R₂)/(I₂-I₁)

2.图像法

为减小误差,可以多测几组数据,算出E、r后求平均值,也可以采用作图法求解,此时最好能找到呈线性关系的物理规律,我们对公式进行变换,就可以获得:1/I=R/E+r/E,如图所示,

怎么理解测电源电动势和内阻(安阻法测电源电动势和内阻)(2)

以电阻箱的阻值R为横坐标,干路电流的倒数1/I为纵坐标,得到两者的关系应为一条直线。其中直线的斜率代表电池的电动势的倒数,其纵轴截距代表r/E。

二、误差分析

未考虑安培表的分压。

1.公式法

考虑安培表分压,方程修正为

l₁=E/(R₁ r Rᴀ),I₂=(R₂+r Rᴀ),

把(R Rᴀ)看作一个整体,联立解得:

E真=(R₁-R₂)I₁I₂/(I₁-I₂)

r真=(I₁R₁-I₂R₂ I₁Rᴀ-I₂Rᴀ)/(I₂-I₁)

从结果可以看出,E测=E真,

r测>r真。

2.图像法

1/I=R/E+(r Rᴀ)/E

怎么理解测电源电动势和内阻(安阻法测电源电动势和内阻)(3)

怎么理解测电源电动势和内阻(安阻法测电源电动势和内阻)(4)

3.等效电源电源法

把安培表移入电源,该电路实际测量的为电动势为等效电源的电动势,内阻为等效电源的内阻r Rᴀ。

结果为

E测=E真,r测=r真。

例题:某同学查阅电动车使用说明书知道自家电动车的电源是铅蓄电池,他通过以下操作测量该电池的电动势和内阻.

(1)先用多用电表粗测电池的电动势.把电表的选择开关拨到直流电压50V挡,将两只表笔与电池两极接触,此时多用电表的指针位置如图所示,

怎么理解测电源电动势和内阻(安阻法测电源电动势和内阻)(5)

读出该电池的电动势为____V.

(2)再用图所示

怎么理解测电源电动势和内阻(安阻法测电源电动势和内阻)(6)

装置进一步测量.多用电表的选择开关拨向合适的直流电流挡,与黑表笔连接的是电池的极(选填“正”或“负”).闭合开关,改变电阻箱的阻值R,得到不同的电流值I,根据实验数据作出1/I一R图象如图所示

怎么理解测电源电动势和内阻(安阻法测电源电动势和内阻)(7)

已知图中直线的斜率为k,纵轴截距为b,则此电池的电动势E=____,内阻r=____.(结果用字母k、b表示)

(3)他发现两次测得电动势的数值非常接近,请你对此做出合理的解释:_____________________________________________________________。

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