摘要：测量电源电动势和内阻实验既能培养学生的动手能力和探索精神，也能很好的考察学生对基本知识的理解和应用能力，是高中阶段的一个典型实验。

　　关键词：电动势 内阻 电流表 电压表 滑动变阻器 图像法

　　测量电源电动势和内阻对于合理使用电源具有重要的意义，在高中阶段，本实验无论是从知识考察的角度还是从培养学生的动手能力，探索精神、创新精神都是一个很好的实验。

　　这个实验原理明确，操作步骤简单，但在操作细节，读数和数据处理上仍然有很多需要注意的地方，有的决定试验成功与否，所以应引起高度注意。现在按试验步骤的顺序将注意事项一一讲来。

　　实验器材如下：两节旧干电池 电流表(0—0.6A—3A) 电压表(0—3V—15V)滑动变阻器(0-50Ω) 开关　导线若干

　　一、 器材和和量程的选择

　　本实验我们选择两节干电池是基于这样的考虑，因为电压表我们必须选择3V的量程，两节干电池的电动势接近3V，这样指针的偏转比较大，而且两节干电池的内阻更大，使得无论是电流表还是电压表，指针都有比较大的偏转幅度，有利于多组数据的采集。电流表选择0.6A档，本实验电流不宜过大，避免电阻发热引起内阻的改变。

　　二、 电路连接

　　实验前，先画好电路图，并检查无误。

　　1.按电路图用导线将实验器材连接起来。

　　2.连接电路时，电键必须断开。

　　3.电流必须从电表的正接线柱流入，负接线柱流出，并且要注意量程的选择。

　　4.使用滑动变阻器，连接时必须一上一下，电键闭合以前，电阻达到最大。

　　三、数据采集

　　下面我们将采集电流电压值。为此，我们要熟练并准确地从表盘上读数。下面将读数时注意事项说明一下。

　　在常用的测量仪器中，刻度尺、螺旋测微器、电流表、电压表、天平、弹簧秤等读数时都需要估读。因为最终的读数要以有效数字的形式给出，而有效数字的最后一位数字为估计数字，应和误差所在位置一致，在实际操作中，究竟估读到哪一位数字，应由测量仪器的精度(即最小分度值)和实验误差要求两个因素共同决定。

　　根据仪器的最小分度可以分别采用1/2、1/5、1/10的估读方法，一般：

　　最小分度是2的，(包括0.2、0.02等)，采用1/2估读，如安培表0～0.6A档;

　　最小分度是5的，(包括0.5、0.05等)，采用1/5估读，如电压表0～15V档;

　　最小分度是1的，(包括0.1、0.01等)，采用1/10估读，如刻度尺、螺旋测微器、安培表0～3A档、电压表0～3V档等。

　　示例：按照有效数字规则读出下列电表的测量值。

　　⑴ ⑵

　　接0-3V量程时读数为________V。 接0-3A量程时读数为_______A。

　　接0-15V量程时读数为_______V。接0-0.6A量程时读数为______A。

　　〖解析〗⑴2.17;10.8;⑵0.80;0.16

　　掌握了读数的方法，就可以闭合开关做实验。本实验将采集5到6组数据。有的同学为了在电表上读数方便，反复移动滑线变阻器。这样多组数据采集下来，竟然会出现不同的电压下对应同一个电流情况。为什么会出现这样的错误呢?原来，旧电池内阻比较大，长时间通电使得电池温度升高，内阻改变，测量结果不再准确。那正确的操作是怎样的呢?

　　1. 闭合开关，迅速读数，随即断开开关并记录下读数。

　　2. 根据要采集实验数据的组数，在断开开关的情况下，改变滑动头到合适的位置，闭合开关，迅速读数，随即断开开关并记录下读数。

　　3. 重复2的步骤，直到采集全部的数据。

　　四、处理数据。

　　我们将采用图象法进行数据处理。优点是避免复杂的计算和减小误差。

　　1.图线的纵坐标是路端电压，它反映的是：当电流强度I增大时，路端电压U将随之减小，U与I成线性关系，U=E-Ir。也就是说它所反映的是电源的性质，所以也叫电源的外特性曲线。

　　2.电阻的伏安特性曲线中，U与I成正比，前提是R保持一定，而这里的U-I图线中，E、r不变，外电阻R改变，正是R的变化，才有I和U的变化。

　　实验中至少得到6组数据，画在图上拟画出一条直线。要求：使多数点落在直线上，并且分布在直线两侧的数据点的个数要大致相等，这样，可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度。如图：

　　归纳：将图线两侧延长，分别交轴与A、B点。

　　A点意味着断路情况，它的纵轴截距就是电源电动势E。

　　说明：①A、B两点均是无法用实验实际测到的，是利用得到的图线向两侧合理外推得到的。

　　②由于r一般很小，得到的图线斜率的绝对值就较小。为了使测量结果准确，可以将纵轴的坐标不从零开始，计算r时选取直线上相距较远的两点求得。

　　相信，如果注意了上面的问题，本实验一定会成功。