測定電源電動勢和內阻常見電路的誤差分析
摘要：在物理教學中有許多計算問題要求特別精確，但是教師和學生在解決過程中卻會出現誤差。本文對物理教學中的測定電源電動勢和內阻常見電路的誤差進行了分析。關鍵詞：物理；誤差；定值電阻測量；滑動變阻器測量；電流表
實驗《測定電源電動勢和內阻》是以閉合電路的歐姆定律為原理的間接測量型實驗，需要用電表測出電壓和（或）電流，根據閉合電路的歐姆定律計算出測量結果。若不計電表的內阻，由于電表對電路的影響，不可避免的會產生系統誤差；由于電表的讀數誤差，不可避免的會產生偶然誤差。選擇不同的電表和不同的測量方法，產生的系統誤差不盡相同，了解系統誤差產生的原因和大小，是合理選擇電表、測量電路的依據，是減小系統誤差，提高測量精度的前提。下面就此實驗四種常見電路產生的系統誤差逐一做以分析。
電路一：用電流表、定值電阻測量
點評：分析有： , .可見，用該法測量，電動勢不會產生系統誤差；內阻測量值等于真實值加電流表的內阻，測量值偏大。產生系統誤差的原因是電流表的分壓作用，絕對誤差等于電流表的內阻。由于量程大的電流表內阻小，選用電流表大量程檔可以減小系統誤差。但由于干電池的電動勢約 v，電路中僅電流表和電源的內阻之和就有2Ω多，電路中的最大電流不會超過 A，用大量程電流表指針偏轉角度太小，讀數誤差較大，測量結果會產生很大的偶然誤差。綜合考慮還是選小量程測量誤差小，通常選 A的檔為宜。同時定值電阻的阻值不宜太大，約小于5Ω為宜，否則，電流表指針偏轉角度太小且偏轉不靈敏，不便進行測量。若用多次測量求平均值的方法減小偶然誤差，改變定值電阻阻值時，差值不宜太大，以零點幾變化為宜。
電路二、用電壓表、定值電阻測量
三、用電壓表、電流表和滑動變阻器測量
1. 電流表外接法
點評：分析有， , .測量結果和第一類相同。同理，電表選大量程系統誤差小，但偶然誤差大。綜合考慮應選量程適當小的電表測量精度高。滑動變阻器應選全電阻小的，這樣可以保證接入電路的電阻不會太大，致使電路中的電流太小，電表指針偏轉不靈敏，不便測量。同時，阻值小的滑動變阻器比阻值大的滑動變阻器在改變電阻時差值小，測量數據多，便于用求平均值的方法減小偶然誤差。
2. 電流表內接法
參考文獻：
[1]鄧明波.“測定電源電動勢和內阻”實驗的誤差分析[J].新課程學習(中)，2011(3).
[2]謝學俊,王紹杰.測電源電動勢和內阻的典型實驗方法的誤差分析[J].高中數理化，2010(2).
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作者單位：甘肅武威第十五中學 733000
Error Analysis of Common Circuits for Measuring Electromotive Force and Internal Resistance
GAO Jiazhen
Abstract: In physics teaching, many computational problems require accuracy, while teachers and students always have errors in problem-solving. This paper makes an error analysis of common circuits for measuring electromotive force and internal resistance in physics teaching.
Key words: physics; errors; fixed resistance measurement; slide rheostat measurement; ampere meter
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