探究闭合电路电压关系实验仪

李昕玲



探究闭合电路电压关系实验仪

李昕玲

(湖南师范大学 附属中学，湖南 长沙 410006)

自制了探究闭合电路电压关系的实验仪，测量了等效内阻的内电压，可直观显示内、外电压与电源电动势的关系，有利于学生对闭合电路电压关系的建构.

电压；内阻；电源

1　实验原理

探究闭合电路电压关系的实验仪，采用较大的电阻与电池组串联作为电源整体，该电阻等效为电源的内阻，内阻变大，对应的内电压随之变大. 电阻较大是相对于干电池实际内阻而言的，相较之下，电源实际内阻的阻值可忽略不计，为了确定等效内阻的有效值，通过多次实验发现：它在50～200 Ω之间均可行，实验中采用定值电阻器，设计的电路图(如图1所示).

2　制作材料及制作

主要材料为：用灰色塑料板做的底座、磁性板配有机玻璃板做的双面板、滑动变阻器1个(量程为1 750 Ω)、电阻1个、自制9V电源1个、1.5 V干电池若干、单刀单掷开关2个、活动式开关1个、导线若干. 另配电压传感器2个及对应的数据采集器等器材.

制作步骤为：1)选择40 mm×60 mm标准的磁性写字板. 2)配置4 mm厚同等大小的透明白色有机玻璃板，用M4×25螺丝连接固定、组合在一起形成复合双面板. 3)确定各元件的安装位置. 4)采用8 mm厚的灰色塑料板做成底座. 5)把面板固定在底座上. 6)在底座和面板上安装好设计好的电路图. 制作的实验仪如图1所示.

3　演示实验仪的使用

1)为了控制变量，灯泡为2个电路共有，闭合开关S1和S2，观察灯泡的亮暗程度.

2)根据图1(b)，连接好电路图，并把滑动变阻器调至最大值. 图1(b)中可以安装教学电表或电压传感器，本实验安装电压传感器.

(a)前面板

(b)后面板图1　实验仪

分析实验数据，得出实验结论：在实验误差允许的范围内，电源电动势等于内电压与外电压之和. 内电压会随着外电阻的改变而改变.

[责任编辑：尹冬梅]

2016-05-05

李昕玲(1989-)，女，湖南冷水江人，湖南师范大学附属中学二级教师，硕士，从事中学物理教育工作.

G633.7

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1005-4642(2016)10-0046-01