測電源電動勢與內阻的實驗

厙潔

摘要：測量電源電動勢和內阻的實驗是高中物理中重要的實驗之一，也是高考常考的熱點，常見的是伏安法進行測量，面對電壓表的示數偏轉較小，不方便讀取，采用兩節(jié)干電池串聯一個定值電阻方便讀取電壓表讀數。串聯定值電阻多少歐最為合適呢？以兩節(jié)電池串聯定值電阻為研究目的進行分析。

關鍵詞：伏安法;定值電阻

1.實驗器材

兩節(jié)干電池、J0407型安培表、J0408型伏特表、標有“50Ω，1.5A”的滑動變阻器、不同的定值電阻、開關一個，導線若干

2.實驗原理

在不考慮電壓表和電流表的內阻情況下，則

根據閉合歐姆定律：

則根據這個表達式可以縱軸截距分別為：

在不考慮電壓表和電流表的內阻情況下，給電路串聯定值電阻R0，其阻值分別為0Ω、2Ω、6Ω、10Ω、20Ω、28Ω和30Ω，測量其電源電動勢和內阻，如圖2所示.

在考慮電壓表和電流表的內阻情況下，電壓表的內阻為Rv，則電源電動勢為E'真，內阻為r'真，

根據表達式縱軸截距分別為：

3.數據處理分析

利用兩節(jié)電池測電源電動勢和內阻時，提高電壓表的讀數，從U-I圖像中看出，圖像中的斜率k不斷增大，電源電動勢和內阻的相對誤差隨著串聯電阻的增大而增大，內阻變化了1.4Ω，較為明顯，當阻值為30Ω，收集的數據較少。

5.實驗誤差分析

（1）根據相對誤差公式

（2）由于兩節(jié)干電池小于3v，隨著串聯電阻的增大通過電路的電流減小，使得后來獲取的數據較少。

6.實驗結論

用兩節(jié)電池結合伏安法串聯不同阻值測量電源電動勢和內阻，增大了電壓讀數的變化范圍，通過實驗數據的比較分析可以得出：（1）采用兩節(jié)電池串聯電阻時，應考慮電阻阻值不宜過大，阻值在1Ω，較為合適;（2）用兩節(jié)電池串聯電阻時，會使電源內阻增大;（3）隨著串聯電阻的增大電源電動勢和內阻的相對誤差也在增大，因此，采用兩節(jié)電池串聯電阻時，應注意以上情況的發(fā)生。