电源,电动势,利用等效电源测定“电源电动势和内电阻”

更新时间:2023-12-22 点赞:7945 浏览:24757 作者:用户投稿原创标记本站原创

一、等效电源的思想

等效法亦称“等效替代法”,是科学探讨中常用的思维策略教学论文.中学生这样来理解电源和电阻的组合:实际的电源,(内阻不计的)恒压源和定值电阻的组合.当的时候也可将电源和定值电阻构成新的电源,其组成有两种形式:
图1
1.电源(电动势E、内阻r)和定值电阻R串联组成等效电源
闭合电路欧姆定律,当外电路断开时,其路端电压等于电动势.就让上面的组合电源的外电路断开,显然此时它的路端电压E,所以等效电源的等效电动势E1等=E;同理,当外电路短路时,电路和电流达到最大,而电动势和最大电流的比值内电阻,推得等效电源的内电阻为r1=r+R.
图2
2.电源(电动势E、内阻r)和定值电阻R并联组成等效电源
类上,先让外电路断开,等效电源的电压R两端的电压,所以ER=E1等=RE(R+r);再让外电路短路,最大的放电电流为Er,所以等效电源的等效内阻为r1=Rr(r+R).

二、测定电源的电动势和内电阻的原理、实验电路及误

差浅析
1.实验原理
闭合电路的欧姆定律,其策略教学论文有:

图3图4
(1)如图3,转变初中数学教学论文变阻器的阻值,以电流表、电压表中读出几组U和I值.
由U=E-Ir,可得E=I1U2-I2U1I1-I2,r=U2-U1I1-I2.
(2)为了减小误差,至少测出六组U和I值,且变化范围要大些,然后在U-I图中描点作图.由图线纵截距和斜率找出E和r(r=△U△I),如图4.
2.误差浅析
(1)在图3中,因电压表的分流作用使得A中所测电流小于电源的总电流而实验误差.由电路浅析得E=U1+(I1+U1Rv)r,E=U2+(I2+U2Rv)r.
可得电源的电动势和电阻的真实值.
E=I2U1-I1U2(I2-I1)-U1-U2Rv;
r=U1-U2(I2-I1)-U1-U2Rv.
ε真>E测;r真>r测.
(2)用图象法定性地浅析电动势和内阻的测量值与真实值的大小联系.对于 闭合电路,其电源的输出特性曲线(即U-I)的纵截距即为电源的电动势、斜率的绝对值即为电源的内电组.甲图电压表测得确实为电源的输出电压,而电流表测得电流即实验中干路电流比实际干路电流要小,故在同一U-I图线中,对应的同一值,实验数据点应在真实点的左方,当理想情况时,电压表的分流对干路电流无影响,即实验图线与实际图线在横轴上截距相同.

三、用等效电源的思想实验误差浅析

图5
用等效电源的来浅析实验误差,学生比较理解.其策略教学论文如下:
如图5实验电路,即电流表外接电路(相对电源),如将虚线框中电源和电压表看作等效电源,而电流表测定的恰是等效电源的电流,电压表测定的也能代表等效电源的路端电压,所以本实验实际上测定的是此等效电源的等效电动势和内阻,测定值按等效电源思想2所言为E测=ERV(RV+r)=E1+rRv,r测= rRV(RV+r)=
r1+rRv,电源的内阻越小则误差越小,一般情况下,电压表的内阻RV远大于电源内阻r,所以这两个测量值和真实值接近(均略小于真实值),相对误差较小.



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