测电源电动势与内阻的实验

厍洁

摘要：测量电源电动势和内阻的实验是高中物理中重要的实验之一，也是高考常考的热点，常见的是伏安法进行测量，面对电压表的示数偏转较小，不方便读取，采用两节干电池串联一个定值电阻方便读取电压表读数。串联定值电阻多少欧最为合适呢？以两节电池串联定值电阻为研究目的进行分析。

关键词：伏安法;定值电阻

1.实验器材

两节干电池、J0407型安培表、J0408型伏特表、标有“50Ω，1.5A”的滑动变阻器、不同的定值电阻、开关一个，导线若干

2.实验原理

在不考虑电压表和电流表的内阻情况下，则

根据闭合欧姆定律：

则根据这个表达式可以纵轴截距分别为：

在不考虑电压表和电流表的内阻情况下，给电路串联定值电阻R0，其阻值分别为0Ω、2Ω、6Ω、10Ω、20Ω、28Ω和30Ω，测量其电源电动势和内阻，如图2所示.

在考虑电压表和电流表的内阻情况下，电压表的内阻为Rv，则电源电动势为E'真，內阻为r'真，

根据表达式纵轴截距分别为：

3.数据处理分析

利用两节电池测电源电动势和内阻时，提高电压表的读数，从U-I图像中看出，图像中的斜率k不断增大，电源电动势和内阻的相对误差随着串联电阻的增大而增大，内阻变化了1.4Ω，较为明显，当阻值为30Ω，收集的数据较少。

5.实验误差分析

（1）根据相对误差公式

（2）由于两节干电池小于3v，随着串联电阻的增大通过电路的电流减小，使得后来获取的数据较少。

6.实验结论

用两节电池结合伏安法串联不同阻值测量电源电动势和内阻，增大了电压读数的变化范围，通过实验数据的比较分析可以得出：（1）采用两节电池串联电阻时，应考虑电阻阻值不宜过大，阻值在1Ω，较为合适;（2）用两节电池串联电阻时，会使电源内阻增大;（3）随着串联电阻的增大电源电动势和内阻的相对误差也在增大，因此，采用两节电池串联电阻时，应注意以上情况的发生。