用伏安法测电源电动势和内电阻

古江涛

摘要：测电源的电动势和内电阻是高中物理学习的重点和难点，也是电学实验考试中的高频考点，老师往往需要花费很大精力去讲授而学生还是不能完全理解。测电源内电阻和电动势一般采用三种方法，如伏安法，伏阻法和安阻法，本文重点采用伏安法来谈谈对这个实验的理解。

关键词：电动势;内阻;伏安法

测电源电动势和内电阻是高考电学实验的热点， 采用伏安法测量是最基本的方法。但学生对这个实验的理解比较困惑。现在我谈一谈自己对这个实验的理解。

1实验原理

利用闭合电路欧姆定律。E=U+Ir，测出路端电压U和干路电流I这两组数据， 就可求得E和r，所以电路中要选择电流表和伏特表。

2电路图

电路的接法有两种。如图

以电源为研究对象， 图甲采用的是安培表外接， 同理图乙为安培表内接，两种接法都由于接入电表的影响而产生误差，电源内阻一般较小，故而多采用图甲的电路连接。

3数据处理

3.1公式求解法

利用E=U1+I1rE=U2+I2r联立解得

调节滑动变阻器， 测得多组数据（一般不少于6组）联立方程分别求出E和r，最后求出平均值。

采用这种方法， 如果某组数据有误，则计算出的E、r必定也不准确， 这种方法计算繁琐，比较复杂， 所以一般不采取。

3.2作图法

利用闭合电路欧姆定律E=u+Ir→U=E-Ir

以U为纵坐标I为横坐标、建立直角坐标系，在坐标系中根据几组I、U的测量数据描点作图。这些点大致呈直线分布，若发现有个别明显偏离的点，应该把它去除。用刻度尺画一条直线，将尽量多的点画在这条直线上，这条直线就能较好地代表U-I关系，如图所示。

直线的纵轴截距即为电源电动势的大小， 直线的斜率绝对值r=ΔU/ΔI即为电源的内阻r。

4误差分析

4.1偶然误差

（1）测量读数不准造成的误差。

（2）采用图像法画U—r图时， 作图不准确造成的误差。

（3）连接电路后通电时间过长或电流过大，造成E、r的变化。

4.2系统误差

即由于电流表和电压表自身电阻的影响而带来的误差。

（1）如图甲电路， 忽略电表影响时有E=U+Ir

考虑电表影响，经修正后有E=U+（I+U/RV）r不管有

无电表的影响，短路时电流是一样的，所以横轴的交点相同。当路端电压U为某一数值时，有I

5电路选择

若已知电流表内阻， 则采用内接法， 因为根据电流表分得的电压可以求出。同理，若已知电压表内阻， 采用外接法， 因为根据电压表分得的电流就可以求出， 這样实验的结果将更加准确。利用伏阻法和安阻法求电源电动势和内阻时也同样可以采用伏安法的这种图像和等效的方式， 按照上面的分析， 我想绝大部分学生都能很好地掌握这个实验。

参考文献

[1]唐川林， 林益平， 余江鸿.《三维设计》的教学研究[J].湖南工业大学学报，2005，19（1）：119-121.

[2]谭燕.初中英语教材中词汇学习策略及其教学情况调查[D].西南大学，2011.