实验课上,通过电压表和电流表的使用,掌握测定电源电动势和内阻的方法。在实验过程中,通过记录路端电压(U) 和电流(I)的数据,根据欧姆定律 E=U+Ir,E 为电源电动势,r 为电源内阻,则 U=E-Ir。
实验电路图1所示。
E、r 不变的情况下,电阻 R 增大,电流 I 减小,Ur 减小,路端电压 U 则增大。实验是通过改变电阻 R,得到不同的路端电压和电流值。传统的做法是根据实验记录数据,代入公式,从而得出电源电动势和内阻的值。但是,为获得较为准确的计算结果,需要记录和计算尽量多组数据,再取其平均值。大量的计算难免出错,如何快速计算电源电动势和内阻呢?只要结合永中集成Office,制作一个简单的 U-I 图像即可。
在电子表格中输入实验数据,如下图2所示。
使用图表,制作 U-I 图像。如图3所示
图表不能很好的反应路端电压和电流的关系,需要对其进行修改,重新设置 X 轴和 Y 轴的刻度,调整到满意为止如图4所示
选中任意数据点,单击鼠标右键弹出右键菜单,选择添加趋势线,在添加趋势线对话框类型选项卡中选择线性,切换到选项选项卡,选中显示公式复选框,单击确定。可以得到一个趋势线的线性分析公式:y=-0.7168x+1.4606,其中 y 就是 U,x 就是 I,代入后公式变为 U=1.4606-0.7168I。对比公式 U=E-Ir 可以看出,E=1.4606,r=0.7168。在趋势线公式 y=kx+b 中,斜率 k 的绝对值就是电源内阻,而在 y 轴上的截距 b 则为电源的电动势。如图5所示