652测电源电动势与内阻的实验
2021年12月12日
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，内阻为 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。
作者 厍洁