电源电动势和内阻测定的几种方法.docx

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1、例谈电源电动势和内阻测定的几种方法实验是物理学习中的重要手段，虽然高考是以笔试的形式出现的，但却力图通过考 查设计性的实验来鉴别考生独立解决新问题的能力。因此，在平时的学习中要充分挖掘出 物理教材中实验的探索性因素，不断拓宽探索性实验设置的新路子，努力将已掌握的知识 和规律创造性的运用到新的实验情景中去。笔者结合习题简略介绍几种测量电源电动势和 内阻的方法。一.用一只电压表和一只电流表测量例1.测量电源的电动势E及内阻r （E约为4. 5V, r约为L5Q）。器材：量程为3V的理想电压表V,量程为0.5A的电流表A （具有一定内阻），固定 电阻H = 4。，滑动变阻器R,开关K,导线假设干。（

2、1）画出实验电路原理图，图中各元件需用题目中所给出的符号或字母标出。（2）实验中，当电流表读数为乙时，电压表读数为U；当电流表读数为4时，电 压表读数为。2,那么可以求出E=,r=。（用/1, 72, U1,。2及 R表示）解析：由闭合电路欧姆定律可知，只要能测出两组路端电压和电流即可,由石石=。2+，2厂可得：I2UX-1XU2口 一72 - 1UUz r =12一1我们可以用电压表测电压，电流表测电流，但需注意的是题给电压表的量程只有3V, 而路端电压的最小值约为U = E 什=（45- 0.5 x L5）V = 3.75V ,显然不能直接把电压 表接在电源的两端测路端电压。依题给器材，可

3、以利用固定电阻R分压（即可以把它和电 源本身的内阻r共同作为电源的等效内阻+ 这样此电源的“路端电压”的最小 值约为。=石I（R + r） =（4.5- 0.5 x 5.5）V = 1.75V E ，G2 （凡 + k2 ） + （，A2 +，G2 ）-T + J - T - T/A2 干，G21 Al 1G说明：此种方法测得的电动势和内阻均无系统误差。六.用补偿法测量电源的电动势和内阻电源在没有电流通过时路端电压等于电源电动势的结论使我们有可能通过测量路端 电压来测量电动势。但电压表的接入不可防止地会有电流流过电源，而电源或多或少总有 内阻，因此这样测得的路端电压将略小于电动势。要精确地测定

4、电动势，可以设法在没有 电流流过电源的条件下测量它的路端电压。采用补偿法可以做到这一点，其原理电路图如 图6所示。其中纥是被测电源，层是标准电池（其电动势非常稳定并且），E是工作电源。 AC是一段均匀的电阻丝（上有一滑片B）, G是灵敏电流计。操作过程：先将开关K掷于1,调节滑片B使灵敏电流计电流为零，这时K与B点等 电势，故后工=Uab。设流过AB的电流为I,那么（尺.是AB段的电阻）再将开关K掷于2,因一般石s。石，灵敏电流计的示数不会为零，调节滑片至另 一点8以重新使灵敏电流计电流为零，由以上讨论，得E,= 际 （R碗是 A8段的电阻）因两种情况下G都无电流，故式与中I相同，合并两式得：

5、Ex _ Rab _ LabE R L其中Lab及L.分别为AB及AB段的长度，测得及利用的值便 可由上式求得石根据闭合电路欧姆定律。=石一可知，为了测定电源内阻r,必须要电源放出一 定的电流I,通常情况下r为常数，为了控制回路中I的大小，要在电路中串联一个电阻 箱R,电流的测量采用电流一一电压变换法，即测量阻值足够准确的电阻（R）两端电 压，根据电压除以电阻算出电流值，因此测量电池内阻的实验电路，如图7所示。U = Ex.-rRs由于待测电池电动势为常量U = /（R + &） = W（R + &）因此无（R + Rs）=石丫 一-RsRs得 u: EKR+R.+r式中。01与R为变量，如果取R为自变量，并与待测量r分开，变换上式，可以得到1 Rs+r 1n=1RU。 纥& E*Rs显然，一L与R成线性关系，其中斜率为匕=,截距为 =+r)uEXRS er I 7那么r=3 Rsb