探討高中物理學習中測電源電動勢和內阻方法

孔德安

摘 要：在高中物理學習中，測電源電動勢和內阻是一項較為重要的學習內容，也是學生必須要掌握的知識點。因此，本文主要針對于在高中物理學習中測電源電動勢和內阻的方法進行了分析和研究，以進一步提高學生物理學習的質量。

關鍵詞：高中物理;學習;測電源電動勢;內阻

前言：在高中物理的學習當中，在測定電源電動勢和內阻實驗中，教師應該引導學生主動參與實驗過程，在過程中加深對相關知識點的理解與記憶。與此同時，還能夠將實驗結論與理論內容進行對照，形成系統化物理電學知識體系，為接下來的學習奠定基礎。測電源電動勢和內阻方法的使用，應該根據不同題型進行合理選擇。

一、伏安法

伏安法是測電源電動勢和內阻常用的一種方法，對于路端電壓和電路總電流進行測量，電動勢及內阻可以應用解方程組的形式求得。在實驗中用到的實驗器材為電壓表和電流表，對于R值進行改變，以測量電壓U和電流I的值。

為了降低實驗的誤差，應該多測量幾組并求得E和r的平均值。

例1：在測量干電池電動勢和內阻實驗中，實驗器材如下所示：

A.干電池一節（電動勢為1.5V）B.直流電流表（量程0-0.6-3A，0.6A檔內阻0.10，3A檔內阻0025）C.直流電壓表（量程0～3～15V，3V擋內阻5k，15V擋內阻25k） D.滑動變阻器（阻值范圍0～15，允許最大電流1A） E.滑動變阻器（阻值范圍0～1000，允許最大電流0.5A） F.開關G.導線若干根H.電池夾.

（1）在圖中完成電路連線。

（3）完成實驗后，繪制U-I圖像，那么電池內電阻r為_。

解析

（1）首先電路連接好，1.5V為電路電壓，電流應該在0.6A以下，此時選擇0-0.6A量程電流表，選擇0-3V電壓表，選擇0-15Ω滑動變阻器。利用電流表內接法可以有效控制實驗誤差。

（2）電流表讀數在0.6A檔時，I=0.280A;在3A檔時，I=1.40A。電壓表讀數在3V檔時，U=1.30V，在15V檔時，U=6.50V。

二、伏歐法

在電路中接入電阻箱時，應該確保其足夠大的初始值，通過由大至小進行調節的方式，獲取多組測量數據，以此求得E和r的平均值，降低實驗誤差。在電動勢E和內阻r的求解當中，也可以采用U-I圖像的方法。電阻箱和電壓表是實驗中的主要器材，在實驗中不能忽視電壓表內阻Rv的分流作用，因此測量所得值應該比真實值小。通過對電阻和電路電流大小進行分析，以確定合理的保護電阻。電路電源電動勢和內阻的測量可以通過U-R法測得，而在數據的處理過程中可以采用U-I法，通過求得坐標點的電流值。

三、歐安法與法

利用歐安法測電源電動勢及內阻時，根據歐姆定律可以得出：

雖然通過測量兩次電流I和電阻R的值就能夠獲取電動勢E和內阻r的值，但是為了防止出現較大的誤差，通常情況下需要采用多測幾組求平均值的方法。在處理相關數據時，可以由根據U=IR將變量U替代變量R，應用U-I圖像處理數據。電流表內阻RA具有一定的分壓作用，但是對于電動勢的測量值不會產生影響，即E測=E真。此時內阻值存在偏大的狀況，即r測=RA+r真，實驗中采用的主要儀器為電阻箱與電流表。在利用法進行電源電動勢和內阻的測量時，需要對電阻箱阻值進行改變，并對此時阻值R和電壓表讀數U進行記錄。此時U=E，那么，此時圖像如圖5所示。此時截距a=1/E，斜率是，那么RV=b。這種測量方法簡單有效，也是測量電源電動勢和內阻的一種常用方法。

實驗能力是檢驗一個學生物理學習能力最有效的方式，在實驗中需要對理論知識進行綜合運用，并掌握豐富的實驗技巧，以保障實驗的順利進行。在高中物理中，測量電源電動勢和內阻的方法包括了伏安法、伏歐法、歐安法與法。在具體實驗中，應該根據題目要求進行測量方法的選擇，提升學習效率的同時，能夠保障數據計算的準確性。