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高中物理实验探究测定电源电动势和内阻实
验原理及装置的改良
作者：吴珍发
来源：《中学物理·高中》2013年第06期
在高中物理实验教材探究测量电源电动势与内阻实验中，原来书中实验原理（如图1所
示）是把电压表与电流表当成理想电表，即内阻分别为无穷大和零而不考虑它们的实际内阻，
这样的实验结果由于实验原理上不精确实验产生的误差将会很大.那么该如何把实验误差减小
呢？
现在我们把实验电路更改成如图2所示，这时我们不把所有电表看成理想电表而是都考虑
内阻并设电压表内阻为RV、电流表内阻为RA，更改实验原理如下：如图当开关打到1时，
实验时移动滑片可测得几组U与I的数据，作出图象如图3中U甲线所示，同时分析电路后可
得U甲=E-I（RA+r），则图线中当I=0时，U甲=E，即图线中U甲线在纵轴的截距就是E；
当开关打到2时，移动滑片又测得几组U与I的数据，作出图线如图3中U乙线所示，此时电
路经分析得U乙=E-（I+U乙RV）r，当U乙=0时此时I=I短，即此时图中U乙线在横轴上的
截距就是I短也就是所谓的电源的短路电流，最后由上面的E和I短可求出电源内阻r=EI短！
书中的实验电路原理经如此改进后，虽然电路中已经考虑了电流表、电压表的实际内阻，但实
际没必要知道它们有多大，仍然可以从实验所得的图线中求得电源电动势E和内阻r，但由于
这时实验中已经考虑了电压表、电流表实际内阻，实验原理比原来的既精确又巧妙多了，避免
了因为原有书本中实验原理方面由于不考虑电表内阻从而实验原理不精确产生的不必要的实验
系统误差.这样我们在工作原理上进行创新，只是更改了一小点，加了个单刀双掷开关，但电
路工作原理发生了质上的飞跃，从而明显地提高了科学实验探究的科学性和严谨性，给人有一
种柳暗花明又一村的感觉！
由于改变了实验原理，该实验教具的实验步骤可以更改如下：
（1）如上图2连接好电路，闭合开关并把单刀双掷开关掷于图1中1位置，多次移动滑
动变阻器滑片得到几组电压表、电流表读数，作出图象如图3中U甲线所示，延长U甲线交
于纵轴于一点，则该处读数就是电源的电动势E.
（2）把单刀双掷开关掷于图2中2位置，多次移动滑动变阻器滑片再次得到几组电压表
电流表读数，作出图象如图3中U乙线所示，延长U乙线交于横轴于一点，则该处读数就是
电源的短路电流I短，最后算出电源的内阻r=EI短.
本实验教具在本学校附近片区学校实际教学中反响良好，教师普遍反映创新性强且方便实
用.
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总之，本教具经济且适用，充分利用了原有的教学器材，而且实验工作原理又独具一格，
创新性创造性很强，给人一种既精确又巧妙同时又独辟蹊径一股很清新的感觉！因此本人强烈
推荐本实验教具的改良原理能作为新实验教材的课本原理使用.
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