测定电源电动势和内电阻的实验创新



短文荟萃

测定电源电动势和内电阻的实验创新

谢军平

(焉耆第二师八一中学新疆 巴音郭楞841100)

在高中物理“测定电源电动势和内电阻”的学生实验中，由于电压表和电流表都不是理想表，无论采用电流表的内接法还是外接法，都不可避免的对测量结果带来误差．那么怎样才能准确测定电源电动势和内电阻呢？下面介绍一种可行的好方法.

1实验器材

待测电源1个，开关2个，电阻箱1个，电流表1个，不同规格的电压表V1和V2各1个，滑动变阻器1个，导线若干．

2实验步骤

(1)按如图1所示的电路，将电压表V1连入电路，闭合开关S，记下电压表的示数U1.

图1

(2)再按如图2所示的电路，将电压表V1和V2一并串入电路，分别记下此时V1和V2两电压表的示数U1′和U2.

图2

3推证过程

设电源电动势和内电阻分别为E和r，电压表V1和V2的内阻分别为RV1，RV2则

根据第一次的测量(如图1所示)，有

(1)

根据第二次的测量(如图2所示)，有

(2)

根据(1)、(2)两式得

(3)

(4)

式(3)与(4)相除得

(5)

解得

下面计算电源的内阻：

(6)

只需用替换法测出RV1即可．替换法测RV1的电路图如图3.

图3

用替换法测RV1的实验操作说明如下：

断开S1合上S2，调节滑线变阻器，记下电流表A的示数为I.断开S2合上S1，固定滑线变阻器阻值，调节电阻箱，使得电流表的示数仍为I，此时电阻箱的读数为R1，则

RV1=R1

(7)

将式(7)代入式(6)有

4实验总结及注意事项

在计算电源电动势时，消除了电压表内阻的影响，因此只要电压表的读数准确，电动势的值就是准确的；在计算电源内阻时，运用替换法可以准确测出电压表的内阻，故电源内阻也是准确的．需要注意的是：电源内电阻会随着温度的升高而变化，因此实验操作过程不宜时间过长．

(收稿日期：2015-10-05)