研究路端电压

实验目的

研究路端电压随外电阻、电流变化的规律，并由图线得到电动势和内阻。

实验原理

由闭合电路欧姆定律 I=E/(R+r)，路端电压 U=E-Ir。外电阻R增大，电流I减小，内电压Ir减小，路端电压U增大；断路时 U=E；短路时 U=0，I=E/r。U-I图线是向下倾斜的直线，纵轴截距为电动势E，斜率的绝对值为内阻r。

实验器材

• 电源（如干电池）
• 滑动变阻器或电阻箱
• 电压表
• 电流表
• 开关
• 导线若干

实验步骤

1. 连接电路，开关断开，变阻器阻值调到最大。
2. 闭合开关，记录电压表和电流表的读数。
3. 逐次减小外电阻，记录多组U、I。
4. 以I为横轴、U为纵轴描点，作出直线。
5. 读出图线的纵轴截距得E，由斜率的绝对值求r。

实验现象与结论

外电阻减小时，电流增大，路端电压减小；外电阻增大时，路端电压增大并趋近电动势。U-I图线近似为一条直线，纵轴截距等于电动势，斜率的绝对值等于内阻。

注意事项

• 不要让电源短路，电流不宜过大
• 干电池不宜长时间放电，读数后及时断开开关
• 电表量程要合适，正负极不要接反

常见问题

路端电压为什么随外电阻增大而增大？

外电阻增大，电流减小，内电压Ir减小，由 U=E-Ir 可知路端电压增大。

断路时路端电压等于多少？

断路时电流为零，内电压为零，路端电压等于电源电动势。