王士昆
測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻是高考考試大綱中指定的實(shí)驗(yàn),關(guān)注大綱中指定的實(shí)驗(yàn)以及相關(guān)的例題、習(xí)題抓好對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解,對(duì)基本儀器的應(yīng)用,不要墜入“只重視背、記實(shí)驗(yàn)操作步驟,忽略觀察能力和推理能力的提高”的誤區(qū)。本文從課本上一道例題出發(fā)用多種方法研究了電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量方法,并給出了具體的實(shí)例,這對(duì)學(xué)生深入理解全電阻歐姆定律有很好的啟發(fā)性。
電動(dòng)勢(shì);內(nèi)阻,歐姆定律測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻是高考考試大綱中指定的實(shí)驗(yàn),關(guān)注大綱中指定的實(shí)驗(yàn)以及相關(guān)的例題、習(xí)題抓好對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解,對(duì)基本儀器的應(yīng)用,不要墜入“只重視背、記實(shí)驗(yàn)操作步驟,忽略觀察能力和推理能力的提高”的誤區(qū)。課本對(duì)該問(wèn)題的講述是漸進(jìn)的、滲透的。是從課文、例題、練習(xí)題、實(shí)驗(yàn)幾個(gè)方面加強(qiáng)對(duì)所規(guī)律的強(qiáng)調(diào),這體現(xiàn)了由分散盡量求相對(duì)集中的思想。
一、測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的基本方法
(一)兩表一變阻如圖所示:
原理的理解:全電阻歐姆定律的應(yīng)用
3.這里電流表也可用電壓表代替方法類(lèi)似。
(三)理想電壓表可以直測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)
上述三種方法是課本上三種基本方法。
(四)誤差分析與討論
1.誤差分析
(1)有讀數(shù)視差和電表線(xiàn)性不良引起誤差
(2)由于導(dǎo)線(xiàn)未焊在電池的正、負(fù)極上,因此接觸不良造成電池內(nèi)阻不穩(wěn)定引起的誤差。
(3)每次讀完電表示數(shù)沒(méi)有立即斷電,而長(zhǎng)時(shí)間閉合開(kāi)關(guān)S,甚至連續(xù)改變電阻的阻值比如方法一,全過(guò)程中始終放電,造成電動(dòng)勢(shì)E下降,內(nèi)阻r增大。
(4)測(cè)量電路存在系統(tǒng)誤差,I真=I測(cè)+IV中未考慮電壓表分流作用,E=U+Ir,沒(méi)有考慮電流表內(nèi)阻。
(5)用圖解法求E和r時(shí),由于作圖不準(zhǔn)確造成的偶然誤差。
二、討論
三、一種精確測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)的方案
四、評(píng)價(jià)與總結(jié)
(一)實(shí)驗(yàn)原理:全電阻歐姆定律,要求多次測(cè)量取平均值以減小誤差。
(二)如果測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻電壓表一般用3V量程,電流表用0.6A量程,滑線(xiàn)變阻器用10-20歐。
(三)數(shù)據(jù)處理常用函數(shù)思想或方程思想兩種方法。
(四)注意事項(xiàng),電池內(nèi)阻宜大些,長(zhǎng)時(shí)間放電不超過(guò)0.3A,短時(shí)間不超過(guò)0.5A否則電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻會(huì)發(fā)生變化,畫(huà)U、I圖像時(shí)個(gè)別離直線(xiàn)太遠(yuǎn)的點(diǎn)可以舍去,有時(shí)考慮到內(nèi)阻很小為了減小誤差常在電源外串聯(lián)一定值電阻。
參考文獻(xiàn):
\[1\]高中物理選修3-1.人民教育出版社.
\[2\]趙凱華.新概念電磁學(xué)教程.高等教育出版社.