探究閉合電路電壓關系實驗儀

李昕玲

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探究閉合電路電壓關系實驗儀

李昕玲

(湖南師范大學 附屬中學，湖南 長沙 410006)

自制了探究閉合電路電壓關系的實驗儀，測量了等效內阻的內電壓，可直觀顯示內、外電壓與電源電動勢的關系，有利于學生對閉合電路電壓關系的建構.

電壓；內阻；電源

1　實驗原理

探究閉合電路電壓關系的實驗儀，采用較大的電阻與電池組串聯作為電源整體，該電阻等效為電源的內阻，內阻變大，對應的內電壓隨之變大. 電阻較大是相對于干電池實際內阻而言的，相較之下，電源實際內阻的阻值可忽略不計，為了確定等效內阻的有效值，通過多次實驗發現：它在50～200 Ω之間均可行，實驗中采用定值電阻器，設計的電路圖(如圖1所示).

2　制作材料及制作

主要材料為：用灰色塑料板做的底座、磁性板配有機玻璃板做的雙面板、滑動變阻器1個(量程為1 750 Ω)、電阻1個、自制9V電源1個、1.5 V干電池若干、單刀單擲開關2個、活動式開關1個、導線若干. 另配電壓傳感器2個及對應的數據采集器等器材.

制作步驟為：1)選擇40 mm×60 mm標準的磁性寫字板. 2)配置4 mm厚同等大小的透明白色有機玻璃板，用M4×25螺絲連接固定、組合在一起形成復合雙面板. 3)確定各元件的安裝位置. 4)采用8 mm厚的灰色塑料板做成底座. 5)把面板固定在底座上. 6)在底座和面板上安裝好設計好的電路圖. 制作的實驗儀如圖1所示.

3　演示實驗儀的使用

1)為了控制變量，燈泡為2個電路共有，閉合開關S1和S2，觀察燈泡的亮暗程度.

2)根據圖1(b)，連接好電路圖，并把滑動變阻器調至最大值. 圖1(b)中可以安裝教學電表或電壓傳感器，本實驗安裝電壓傳感器.

(a)前面板

(b)后面板圖1　實驗儀

分析實驗數據，得出實驗結論：在實驗誤差允許的范圍內，電源電動勢等于內電壓與外電壓之和. 內電壓會隨著外電阻的改變而改變.

[責任編輯：尹冬梅]

2016-05-05

李昕玲(1989-)，女，湖南冷水江人，湖南師范大學附屬中學二級教師，碩士，從事中學物理教育工作.

G633.7

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1005-4642(2016)10-0046-01