測量電源電動(dòng)勢與內(nèi)阻方法探析

劉全文

測量電源電動(dòng)勢（E）和內(nèi)阻（r），是電學(xué)的重要實(shí)驗(yàn)，在近幾年的高考中曾多次出現(xiàn)，并且每次考查，題型都有所不同，所以廣大教師和學(xué)生都應(yīng)重視該實(shí)驗(yàn)。筆者認(rèn)為，使用不同的測量儀器可以從不同的角度進(jìn)行測量，下面將根據(jù)這一思路介紹幾種測量方法。

一、電流表和電壓表測量電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻

實(shí)驗(yàn)所需元器件：直流電源、電流表、電壓表、導(dǎo)線、滑動(dòng)變阻器和電鍵。

圖1實(shí)驗(yàn)原理：如圖1所示。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：①由E=U+Ir知：調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，測出路端電壓U和干路電流I的兩組數(shù)據(jù)，列方程：

E=U1+I1r

E=U2+I2r

求解。

②調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，測出路端電壓U和干路電流I的多組數(shù)據(jù)（至少六組數(shù)據(jù)），在平面直角坐標(biāo)系中描點(diǎn)圖2連線，如圖2所示，作出U=-Ir+E的關(guān)系圖像；在U-I關(guān)系圖像中，縱軸截距表示電源電動(dòng)勢，傾斜直線斜率的絕對(duì)值表示電源內(nèi)電阻。

【例1】在“測定電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)中，通過改變滑動(dòng)變阻器電阻的大小，測量并記錄多組電壓和相應(yīng)電流值，某同學(xué)利用圖3所示原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并利用圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到如圖4所示的圖像。

圖3（1）在如圖3所示的電路原理圖中，產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是。

（2）由該同學(xué)所作的U—I圖線可得被測干電池的電動(dòng)勢E=

圖15圖16mgsinθ-μmgcosθ=ma，

解得a=2m/s2

s=112at2=16mt=4s

點(diǎn)評(píng)：本題難點(diǎn)在于摩擦力方向分析，分析時(shí)一般考慮是否有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)則應(yīng)是靜摩擦力或沒有摩擦力；而有相對(duì)運(yùn)動(dòng)則應(yīng)考慮相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向問題，教師對(duì)“相對(duì)”二字要作較為全面的分析，用圖像幫助學(xué)生突破難關(guān)，理清多過程問題中混淆因素。

摩擦力作為高考物理中的重點(diǎn)，學(xué)生的分析往往停留在抽象思維階段，所以一旦分析不當(dāng)，就容易造成較嚴(yán)重的錯(cuò)誤，通過作圖使問題簡捷、形象、直觀，相對(duì)能減少錯(cuò)誤發(fā)生的概率；同時(shí)學(xué)生作圖習(xí)慣的養(yǎng)成，圖像分析能力的提高，能減少考試中對(duì)圖像的恐慌心理，答題效果必有所提高。

參考文獻(xiàn)

[1]陳忠.圖像法巧解物理中的復(fù)雜問題[J].中學(xué)物理，2011（15）.

[2]王超良.圖像法處理問題的思路[J].數(shù)理化學(xué)習(xí)，2011（Z1）.

[3]劉貴生.物理圖像在教學(xué)中的作用[J].中學(xué)生數(shù)理化，2008（10）.

[4]李達(dá).物理圖像中“面積”的妙用[J].中學(xué)生數(shù)理化，2011（2）.

[5]鄧有鴻.物理圖像中“面積”實(shí)際物理意義的探討[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2011（Z1）.

（責(zé)任編輯易志毅）endprint

測量電源電動(dòng)勢（E）和內(nèi)阻（r），是電學(xué)的重要實(shí)驗(yàn)，在近幾年的高考中曾多次出現(xiàn)，并且每次考查，題型都有所不同，所以廣大教師和學(xué)生都應(yīng)重視該實(shí)驗(yàn)。筆者認(rèn)為，使用不同的測量儀器可以從不同的角度進(jìn)行測量，下面將根據(jù)這一思路介紹幾種測量方法。

一、電流表和電壓表測量電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻

實(shí)驗(yàn)所需元器件：直流電源、電流表、電壓表、導(dǎo)線、滑動(dòng)變阻器和電鍵。

圖1實(shí)驗(yàn)原理：如圖1所示。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：①由E=U+Ir知：調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，測出路端電壓U和干路電流I的兩組數(shù)據(jù)，列方程：

E=U1+I1r

E=U2+I2r

求解。

②調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，測出路端電壓U和干路電流I的多組數(shù)據(jù)（至少六組數(shù)據(jù)），在平面直角坐標(biāo)系中描點(diǎn)圖2連線，如圖2所示，作出U=-Ir+E的關(guān)系圖像；在U-I關(guān)系圖像中，縱軸截距表示電源電動(dòng)勢，傾斜直線斜率的絕對(duì)值表示電源內(nèi)電阻。

【例1】在“測定電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)中，通過改變滑動(dòng)變阻器電阻的大小，測量并記錄多組電壓和相應(yīng)電流值，某同學(xué)利用圖3所示原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并利用圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到如圖4所示的圖像。

圖3（1）在如圖3所示的電路原理圖中，產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是。

（2）由該同學(xué)所作的U—I圖線可得被測干電池的電動(dòng)勢E=

圖15圖16mgsinθ-μmgcosθ=ma，

解得a=2m/s2

s=112at2=16mt=4s

點(diǎn)評(píng)：本題難點(diǎn)在于摩擦力方向分析，分析時(shí)一般考慮是否有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)則應(yīng)是靜摩擦力或沒有摩擦力；而有相對(duì)運(yùn)動(dòng)則應(yīng)考慮相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向問題，教師對(duì)“相對(duì)”二字要作較為全面的分析，用圖像幫助學(xué)生突破難關(guān)，理清多過程問題中混淆因素。

摩擦力作為高考物理中的重點(diǎn)，學(xué)生的分析往往停留在抽象思維階段，所以一旦分析不當(dāng)，就容易造成較嚴(yán)重的錯(cuò)誤，通過作圖使問題簡捷、形象、直觀，相對(duì)能減少錯(cuò)誤發(fā)生的概率；同時(shí)學(xué)生作圖習(xí)慣的養(yǎng)成，圖像分析能力的提高，能減少考試中對(duì)圖像的恐慌心理，答題效果必有所提高。

參考文獻(xiàn)

[1]陳忠.圖像法巧解物理中的復(fù)雜問題[J].中學(xué)物理，2011（15）.

[2]王超良.圖像法處理問題的思路[J].數(shù)理化學(xué)習(xí)，2011（Z1）.

[3]劉貴生.物理圖像在教學(xué)中的作用[J].中學(xué)生數(shù)理化，2008（10）.

[4]李達(dá).物理圖像中“面積”的妙用[J].中學(xué)生數(shù)理化，2011（2）.

[5]鄧有鴻.物理圖像中“面積”實(shí)際物理意義的探討[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2011（Z1）.

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測量電源電動(dòng)勢（E）和內(nèi)阻（r），是電學(xué)的重要實(shí)驗(yàn)，在近幾年的高考中曾多次出現(xiàn)，并且每次考查，題型都有所不同，所以廣大教師和學(xué)生都應(yīng)重視該實(shí)驗(yàn)。筆者認(rèn)為，使用不同的測量儀器可以從不同的角度進(jìn)行測量，下面將根據(jù)這一思路介紹幾種測量方法。

一、電流表和電壓表測量電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻

實(shí)驗(yàn)所需元器件：直流電源、電流表、電壓表、導(dǎo)線、滑動(dòng)變阻器和電鍵。

圖1實(shí)驗(yàn)原理：如圖1所示。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：①由E=U+Ir知：調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，測出路端電壓U和干路電流I的兩組數(shù)據(jù)，列方程：

E=U1+I1r

E=U2+I2r

求解。

②調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，測出路端電壓U和干路電流I的多組數(shù)據(jù)（至少六組數(shù)據(jù)），在平面直角坐標(biāo)系中描點(diǎn)圖2連線，如圖2所示，作出U=-Ir+E的關(guān)系圖像；在U-I關(guān)系圖像中，縱軸截距表示電源電動(dòng)勢，傾斜直線斜率的絕對(duì)值表示電源內(nèi)電阻。

【例1】在“測定電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)中，通過改變滑動(dòng)變阻器電阻的大小，測量并記錄多組電壓和相應(yīng)電流值，某同學(xué)利用圖3所示原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并利用圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到如圖4所示的圖像。

圖3（1）在如圖3所示的電路原理圖中，產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是。

（2）由該同學(xué)所作的U—I圖線可得被測干電池的電動(dòng)勢E=

圖15圖16mgsinθ-μmgcosθ=ma，

解得a=2m/s2

s=112at2=16mt=4s

點(diǎn)評(píng)：本題難點(diǎn)在于摩擦力方向分析，分析時(shí)一般考慮是否有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)則應(yīng)是靜摩擦力或沒有摩擦力；而有相對(duì)運(yùn)動(dòng)則應(yīng)考慮相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向問題，教師對(duì)“相對(duì)”二字要作較為全面的分析，用圖像幫助學(xué)生突破難關(guān)，理清多過程問題中混淆因素。

摩擦力作為高考物理中的重點(diǎn)，學(xué)生的分析往往停留在抽象思維階段，所以一旦分析不當(dāng)，就容易造成較嚴(yán)重的錯(cuò)誤，通過作圖使問題簡捷、形象、直觀，相對(duì)能減少錯(cuò)誤發(fā)生的概率；同時(shí)學(xué)生作圖習(xí)慣的養(yǎng)成，圖像分析能力的提高，能減少考試中對(duì)圖像的恐慌心理，答題效果必有所提高。

參考文獻(xiàn)

[1]陳忠.圖像法巧解物理中的復(fù)雜問題[J].中學(xué)物理，2011（15）.

[2]王超良.圖像法處理問題的思路[J].數(shù)理化學(xué)習(xí)，2011（Z1）.

[3]劉貴生.物理圖像在教學(xué)中的作用[J].中學(xué)生數(shù)理化，2008（10）.

[4]李達(dá).物理圖像中“面積”的妙用[J].中學(xué)生數(shù)理化，2011（2）.

[5]鄧有鴻.物理圖像中“面積”實(shí)際物理意義的探討[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2011（Z1）.

（責(zé)任編輯易志毅）endprint