——浅谈测量电池电动势与内阻的实验处理
何黎明
摘要：在测量电池电动势和内阻时，可根据不同的仪器，采用不同的测量方法，但不管哪种方法，都要遵循一个基本原理，那就是E=U+Ir或E=IR+Ir。本文将通过几个实例的具体分析，探讨其分析方法，着重总结如何利用测量电池电动势和内阻的基本原理进行转换的方法，但无论怎样变都离不开基本原理，正可谓万变不离其宗。基本原理是解决实验问题的灵魂。掌握了基本方法和原理，就等于掌握了解决实验的金钥匙。它将对今后指导学生复习，培养学生运用理论知识解决实际问题、探究物体变化规律将起到很好的作用。
关键词：基本原理；物理实验题；难点；启示
测量电池电动势(E)和内阻(r)，是电学的一个重要实验，在近年高考中曾多次出现，并且每次考查，题型都有所不同，如何做好该实验的复习呢？笔者认为，不同的测量仪器，虽有不同的测量方法，但不管哪一种方法，都离不开E=U+Ir这一基本原理。
一、基本原理分析
E=U+Ir所采用的测量原理图有两种。如图所示：
误差分析(图像法)
运用U-I图象，将测量值(E和r)与真实值(E0和r0)进行分析比较而得出结论。
对于图一所示(电流表外接)电路
因电压表的分流，当电压表读数为U时，通过电源的实际电流值I0(理论值)与电流表读数I(实验值)相差⊿I，由⊿I= I0─I=IV=U/RV知，⊿I随U的减小而减小，当U=0时，⊿I=0，有(E/r)=E0/r0，作U-I图线如图1所示，可得出上述结论。
对于图二(电流表内接)所示电路：
因电流表的分压，当电流表读数为I时，电源两端的实际电压U0(理论值)与电压表的读数U(实验值)相差⊿U，由⊿U=U0─U =UA=IRA知，⊿U随I的减小而减小，当I=0时，⊿U=0，有E=E0，作U-I图线如图2所示，可得出上述结论。
三、数据处理
处理数据时，有二种常用方法处理数据：1.根据测出的多组U、I数据，列方程组求出E、r。2.利用测出的多组U、I数据，在直角坐标图内描出U——I图线 ，再根据图线求出E、r。若新电池内阻r很小，较难测量r时，通常采用在电压表外串接一个定值电阻。
四、变式分析
1.伏安法：该测量方法使用的器材是电压表和电流表、基本原理的应用。处理数据时，有两种常用方法处理数据：(1)根据测出的多组U、I数据，列方程组求出E、r。(2)利用测出的多组U、I数据，在直角坐标图内描出U——I图线，再根据图像求出E、r。若新电池内阻r很小，较难测量r时，通常采用在电压表外串接一个定值电阻。
2.该实验主要由书本实验演变为对非常规电源(大电动势，小内阻)电动势的测量方法的研究。在电压表量程一定的情况下，根据串联分压的原理给电源串上了一个定值电阻，如果用U—I图像求电动势E和内阻r，电动势仍为纵轴上的截距，而图线斜率的绝对值则为R+r。
E =U1U2/(U1-U2) 。
测定电池电动势和内阻的还有很多不同的方法，但不论所给的器材如何变化，不论采用那种设计方法，其基本原理都是闭合电路欧姆定律，都是伏安法测定电池电动势和内阻实验方法和实验数据处理方法的迁移和应用。当只给电压表时，可以用电压表的示数除以电阻得到通过电池的电流，所以有伏阻法和伏伏法；当只给电流表时，可以用电流表的示数乘以电阻得到路端电压，所以有安阻法和安安法。处理实验数据数据的方法有公式法、平均值法、列表法、图像法、内插法、外推法等，在不同的实验方法中，灵活地选择恰当的处理数据方法，可迅速得出实验结论。可见，实验原理是实验设计和完成实验的灵魂，所以，我们在复习实验时，应抓住实验的灵魂和关键。不管实验条件如何变化，只要抓住实验的基本原理，无论如何改变实验条件，都可以得到解决问题的办法。正可谓万变不离其宗。基本原理是解决实验问题的灵魂。掌握了基本方法和原理，就等于掌握了解决实验的金钥匙。
(作者单位：浙江省东阳市外国语学校 322100)
论文作者:何黎明
论文发表刊物:《中学课程辅导●教学研究》2016年3月下
论文发表时间:2016/6/3
标签：电动势论文; 内阻论文; 电压表论文; 电流表论文; 基本原理论文; 方法论文; 求出论文; 《中学课程辅导●教学研究》2016年3月下论文;