◇ 山東 李曉祿

對(duì)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻測(cè)量誤差的分析,多數(shù)教師都會(huì)選擇等效電源法,但學(xué)生對(duì)此方法的掌握卻不容樂(lè)觀,其根本原因在于他們對(duì)等效電源的轉(zhuǎn)化過(guò)程缺乏理解,無(wú)法求出等效電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.鑒于此,筆者對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行討論,以期幫助學(xué)生厘清等效電源的來(lái)龍去脈,掌握等效電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的求解方法.

1 等效電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的求解方法

1.1 串聯(lián)等效電源

當(dāng)電源與電阻(電表可視為一電阻)串聯(lián)時(shí),可將電源與電阻看作一個(gè)整體,通過(guò)求解斷路電壓和短路電流轉(zhuǎn)化為一個(gè)新的電源,轉(zhuǎn)化流程如圖1所示.

圖1

開(kāi)路電壓(等效電源電動(dòng)勢(shì))E′＝Uab＝E；短路電流,等效內(nèi)阻

1.2 并聯(lián)等效電源

當(dāng)電源與電阻(電表可視為一電阻)并聯(lián)時(shí),可將電源與電阻看作一個(gè)整體,通過(guò)求解斷路電壓和短路電流轉(zhuǎn)化為一個(gè)新的電源,轉(zhuǎn)化流程如圖2所示.開(kāi)路電壓即為等效電源電動(dòng)勢(shì)；短路電流,則等效內(nèi)阻

圖2

2 測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的誤差分析

某興趣小組欲測(cè)一個(gè)多晶太陽(yáng)能電池板的電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻,他們擬用圖3所示的電路完成實(shí)驗(yàn).

圖3

圖4

表1

(1)連接電路后,他們完成了表1中數(shù)據(jù)的測(cè)量與計(jì)算,然后以U為縱坐標(biāo)、為橫坐標(biāo)作出如圖4所示的圖線.

(2)電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值E測(cè)______(填“＞”“＜”或“＝”)電動(dòng)勢(shì)的真實(shí)值E真,電源內(nèi)阻的測(cè)量值r測(cè)_____(填“＞”“＜”或“＝”)內(nèi)阻的真實(shí)值r真；

若電壓表的真實(shí)內(nèi)阻為RV,電池的真實(shí)內(nèi)阻為r,則＝______(用RV、r 表示).

等效電源法是分析電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻測(cè)量誤差的一種比較好的方法.教師要從概念和原理上講清等效電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻和實(shí)際電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻間的關(guān)系,著重講清等效電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的求解方法；學(xué)生要厘清等效電源和實(shí)際電源間的轉(zhuǎn)化過(guò)程,真正做到知其所以然.