古江濤

摘要：測電源的電動勢和內(nèi)電阻是高中物理學習的重點和難點，也是電學實驗考試中的高頻考點，老師往往需要花費很大精力去講授而學生還是不能完全理解。測電源內(nèi)電阻和電動勢一般采用三種方法，如伏安法，伏阻法和安阻法，本文重點采用伏安法來談談對這個實驗的理解。

關鍵詞：電動勢;內(nèi)阻;伏安法

測電源電動勢和內(nèi)電阻是高考電學實驗的熱點， 采用伏安法測量是最基本的方法。但學生對這個實驗的理解比較困惑。現(xiàn)在我談一談自己對這個實驗的理解。

1實驗原理

利用閉合電路歐姆定律。E=U+Ir，測出路端電壓U和干路電流I這兩組數(shù)據(jù)， 就可求得E和r，所以電路中要選擇電流表和伏特表。

2電路圖

電路的接法有兩種。如圖

以電源為研究對象， 圖甲采用的是安培表外接， 同理圖乙為安培表內(nèi)接，兩種接法都由于接入電表的影響而產(chǎn)生誤差，電源內(nèi)阻一般較小，故而多采用圖甲的電路連接。

3數(shù)據(jù)處理

3.1公式求解法

利用E=U1+I1rE=U2+I2r聯(lián)立解得

調(diào)節(jié)滑動變阻器， 測得多組數(shù)據(jù)（一般不少于6組）聯(lián)立方程分別求出E和r，最后求出平均值。

采用這種方法， 如果某組數(shù)據(jù)有誤，則計算出的E、r必定也不準確， 這種方法計算繁瑣，比較復雜， 所以一般不采取。

3.2作圖法

利用閉合電路歐姆定律E=u+Ir→U=E-Ir

以U為縱坐標I為橫坐標、建立直角坐標系，在坐標系中根據(jù)幾組I、U的測量數(shù)據(jù)描點作圖。這些點大致呈直線分布，若發(fā)現(xiàn)有個別明顯偏離的點，應該把它去除。用刻度尺畫一條直線，將盡量多的點畫在這條直線上，這條直線就能較好地代表U-I關系，如圖所示。

直線的縱軸截距即為電源電動勢的大小， 直線的斜率絕對值r=ΔU/ΔI即為電源的內(nèi)阻r。

4誤差分析

4.1偶然誤差

（1）測量讀數(shù)不準造成的誤差。

（2）采用圖像法畫U—r圖時， 作圖不準確造成的誤差。

（3）連接電路后通電時間過長或電流過大，造成E、r的變化。

4.2系統(tǒng)誤差

即由于電流表和電壓表自身電阻的影響而帶來的誤差。

（1）如圖甲電路， 忽略電表影響時有E=U+Ir

考慮電表影響，經(jīng)修正后有E=U+（I+U/RV）r不管有

無電表的影響，短路時電流是一樣的，所以橫軸的交點相同。當路端電壓U為某一數(shù)值時，有I

5電路選擇

若已知電流表內(nèi)阻， 則采用內(nèi)接法， 因為根據(jù)電流表分得的電壓可以求出。同理，若已知電壓表內(nèi)阻， 采用外接法， 因為根據(jù)電壓表分得的電流就可以求出， 這樣實驗的結果將更加準確。利用伏阻法和安阻法求電源電動勢和內(nèi)阻時也同樣可以采用伏安法的這種圖像和等效的方式， 按照上面的分析， 我想絕大部分學生都能很好地掌握這個實驗。

參考文獻

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