学生《测定电源电动势和内阻》研究性学习的成果部分展示

人教版选修3-1第二章《恒定电流》中比较重要的内容是几个电学实验，而这些实验中，难度最大的是实验《测定电源的电动势和内阻》.

一般说来，在平时授课时，常常讲授的是伏安法、电流表-电阻箱法和电压表-电阻箱法.

上述三种方法由于受到电表的实际内阻影响，电流表的内接或外接法的选择等等，使得最后的测量结果存在系统误差，需要根据电源的实际情况做选择，最后数据处理比较麻烦.

除此之外，高中阶段就没有其他方法测定电源电动势和内阻了？答案是否定的，在高二开设的研究性学习选修课上，我将这个实验选为课题.同学集思广益，或上网，或去图书馆查询资料，动手实验，想出了很多其他的测量方法，在这里做一下小小总结，将其中具有代表性的成果展示出来，希望起到抛砖引玉的效果.

1用两只电压表测量

由于该方法无论器材选择还是最后数据处理都非常复杂，所以该方法仅仅是介绍，不推荐.最后介绍一种比较简单又精确的方法：

4示波器法

先简单介绍一下示波器的原理.

各种已知量如图5所示，最后可以得到，在屏幕上的坐标：y=U2L2U1d（L′+L2），U1为电子枪部分的加速电压，U2为Y、Y′两极板之间电压，也是示波器外界输入的电压，其他条件不变时，在屏幕上偏转量y与U2成正比.从示波器结构来看，其内部偏转板为一平行板电容器，电容器是隔直流的元件，可认为是示波器的内阻非常大，接入电路后对电路的影响很小.

测电动势，电路图如图6所示.

E0为一个事先精确测量过的标准电池，其电动势设为E0，Ex为待测电源的电动势.开启示波器，先将表示Y方向的亮线（零电势线）调整到屏幕下方某处，设为0格；再将电路开关调到“1”，把标准电池接入示波器，记下此时荧光屏相比0格向上偏转的格数N1；再将电路开关调到“2”，接入待测电池，记下此时相对0格向上偏转的格数Nx，由上面的知识可知：Ex=NxN1E0，这样就可以算出被测电池的电动势.

测电源内阻，需要搭配一个电阻箱RT，其阻值设为R，具体电路图如图7所示.

步骤刚开始类似测电动势，即先把零电势线设定好0格；再闭合开关S1，接通待测电源Ex，记下此时相对0格的格数Nx；再闭合开关S2，记下此时亮线相对0格的格数NR.

可见，接电阻箱的目的是为了能多次测量，然后取最后测量结果的平均值.

以上是学生在这次研究中提出的一些具有代表性的想法，由于水平所限，研究处理过程不会那么完美，对于各种方法的优势、劣势及误差问题都没有做深入的研究.虽然这些想法有易有繁，但都是学生的研究成果，都可以看成是课本上相关内容的补充，值得借鉴，同时也起到一个抛砖引玉的作用，希望能有更好的方法出现.