測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)

厙潔

摘要：測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)是高中物理中重要的實(shí)驗(yàn)之一，也是高考?？嫉臒狳c(diǎn)，常見的是伏安法進(jìn)行測(cè)量，面對(duì)電壓表的示數(shù)偏轉(zhuǎn)較小，不方便讀取，采用兩節(jié)干電池串聯(lián)一個(gè)定值電阻方便讀取電壓表讀數(shù)。串聯(lián)定值電阻多少歐最為合適呢？以兩節(jié)電池串聯(lián)定值電阻為研究目的進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：伏安法;定值電阻

1.實(shí)驗(yàn)器材

兩節(jié)干電池、J0407型安培表、J0408型伏特表、標(biāo)有“50Ω，1.5A”的滑動(dòng)變阻器、不同的定值電阻、開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干

2.實(shí)驗(yàn)原理

在不考慮電壓表和電流表的內(nèi)阻情況下，則

根據(jù)閉合歐姆定律：

則根據(jù)這個(gè)表達(dá)式可以縱軸截距分別為：

在不考慮電壓表和電流表的內(nèi)阻情況下，給電路串聯(lián)定值電阻R0，其阻值分別為0Ω、2Ω、6Ω、10Ω、20Ω、28Ω和30Ω，測(cè)量其電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，如圖2所示.

在考慮電壓表和電流表的內(nèi)阻情況下，電壓表的內(nèi)阻為Rv，則電源電動(dòng)勢(shì)為E'真，內(nèi)阻為r'真，

根據(jù)表達(dá)式縱軸截距分別為：

3.數(shù)據(jù)處理分析

利用兩節(jié)電池測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)，提高電壓表的讀數(shù)，從U-I圖像中看出，圖像中的斜率k不斷增大，電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的相對(duì)誤差隨著串聯(lián)電阻的增大而增大，內(nèi)阻變化了1.4Ω，較為明顯，當(dāng)阻值為30Ω，收集的數(shù)據(jù)較少。

5.實(shí)驗(yàn)誤差分析

（1）根據(jù)相對(duì)誤差公式

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

6.實(shí)驗(yàn)結(jié)論

用兩節(jié)電池結(jié)合伏安法串聯(lián)不同阻值測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，增大了電壓讀數(shù)的變化范圍，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較分析可以得出：（1）采用兩節(jié)電池串聯(lián)電阻時(shí)，應(yīng)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(lián)電阻時(shí)，會(huì)使電源內(nèi)阻增大;（3）隨著串聯(lián)電阻的增大電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的相對(duì)誤差也在增大，因此，采用兩節(jié)電池串聯(lián)電阻時(shí)，應(yīng)注意以上情況的發(fā)生。