等效法分析电学实验的系统误差

R 滑片位置不变, 断开 S 2, 调节 R′的值( 由于 VRR ??, 可以认为此时电压表支路分压保持 U=U V 基本不变), 使电压表半偏( 此时认为 R′分得的电压为 222 ' VVV VUUU UUU?????) ,设此时 R′的读数为测R ,则由串联电路分压规律可知 VRR?测(1 )误差来源分析此方法的关键是 VRR ??,这样才能使电压表支路分压 U 基本不变;但实际情况是, 图⒃图⒄ S 2 断开后,电压表支路总电阻变大,电压表支路分压 U 变大,则有 R′分得的电压 22 ' VVUUUU???,则由串联电路分压规律可知 VRR?测(2)“等效法”分析如图⒅所示,实验中调节好后 R 的两部分 R 1、R 2 保持不变,若将虚线框内部分看做一个“等效电源”( 电动势 E′和内阻 r′), 把电压表看做是电流表,则S 2 闭合时,“电流表”满偏,则由闭合电路欧姆定律,有' 'rR EI V g??断开 S 2, 调节 R′的值,使“电流表”半偏, 此时由闭合电路欧姆定律,有测RrR E I V g???' '2 上述两式联立,可得 VVRrRR???' 测即这种方法测量的是电压表和虚线框内“等效电源”的内阻之和。要使实验误差小,就是要求“等效电源”的内阻 VRr ??' ,而由等效电压源定理,可知) //(' 21rRRr??可见此方法的关键是 R 1、R 2、r 均要小,即 R、r 均要小。上述分析中,也可以把电压表包括在“等效电源”内,则其电路就类似于图⒀所示情形。 3 .小结与拓展有上述分析可知,用“等效法”分析“半偏法测电表内阻”实验中的系统误差, 要灵活处理电表,同时变换电路,把包括电表在内的“不变部分”作为“等效电源”,把用于测量的“变化部分”——电阻箱当作“等效电源”的外电路用电器, 再根据闭合电路欧姆定律和等效电压源定理来进行分析。图⒅