一、明确学习目标
　　1.知道测量电源电动势和内阻的实验原理，掌握科学测量的步骤.
　　2.了解实验过程，掌握实验方法，学会根据图象合理进行数据处理的方法.
　　3.了解实验中误差的来源，了解测量中减小误差的方法.
　　4.培养仔细观察，真实记录数据等良好实验习惯和实事求是的品质.
　　二、难点剖析
　　难点1：U—I图象的斜率和截距的物理意义
　　我们用U—I图象处理实验数据，得到了一条以点A（与纵轴U的交点）和点B（与横轴I的交点）为端点的斜线U=E-Ir（如图1所示），那么，应该如何认识这条直线的物理意义？
　　图1
　　对于点A，从坐标可以看出，电流I=0，这时电路处于断路状态，因此纵坐标UA=E.而UA也是直线的截距，则图象的截距表示了电源的电动势.
　　对于点B，从坐标可以看出，路端电压U=0，这时电路处于短路状态，因此横坐标为短路电流I短，一般电源的内电阻都较小，因此短路电流很大，容易烧坏电源，甚至引起火灾等不良后果，应避免短路现象的发生.
　　由图象可求得直线的斜率（即斜线与横轴I的夹角α的正切），tan α=
　　OAOB=0-EI-0
　　=-r.
　　这与欧姆定律的直线方程U=E-Ir的斜率k=-r一致.可见，U—I图象的斜率的绝对值就是电源内电阻的数值.这就是斜率k=tan α的物理意义.
　　图2 图3
　　难点2：本实验如何进行误差分析
　　（1）第一种实验线路（课本上的测量电路）
　　U=E-Ir中I是通过电源的电流，而本实验用图2所示的电路是存在系统误差的，这是由于电压表分流IV，使电流表示值I测小于电池的输出电流I真.
　　因为I真=I测+IV，而IV=
　　URV，U越大，IV越大，U趋于零时，IV也趋于零.所以它们的关系可用图3表示，测量图线为AB，真实图线为A′B.由图线可看出r和E的测量值都小于真实值.
　　r测　　（2）第二种实验线路
　　测量电源电动势和内阻的第二种接法，如图4所示.
　　图4 图5
　　由于电流表的分压作用，因为U真=U测+UA′=U测+IRA，RA为电流表的内阻，这样在U—I图线上对应每一个I应加上一修正值ΔU=IRA，由于RA很小，所以在I很小时，ΔU趋于零，I增大，ΔU也增大，理论值与测量值的差异如图5所示.
　　由图可知：E测=E真，r测>r真（内阻测量误差非常大）.实际测量时应选电路图2.
　　图6
　　例1 某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值为0～20 Ω，连接电路的实物图如图6所示.
　　该学生接线中错误的和不规范的做法是（ ）
　　（A） 滑动变阻器不起变阻作用
　　（B） 电流表接线有错
　　（C） 电压表量程选用不当
　　（D） 电压表接线不妥
　　解析：实物图中，滑动变阻器的两个固定端被接入电路，滑片移动时，变阻器不起变阻作用，选（A）项.
　　电流表和电压表只允许从电表的正接线柱流入，负接线柱流出，故图中电压表接线错误，电流表接线正确.故选（D）项，不选（B）项.
　　一节干电池的电动势为1.5 V，电压表选用0～3 V量程是正确的，故不选（C）项.
　　图中电压表直接和电池并联，即使开关断开，电压表仍有示数，开关不能控制整个电路，从这个角度看出应选（D）项.答案：（A）（D）.
　　2.测量原理和数据处理
　　例2 在“测定一节干电池电动势和内阻”的实验中
　　（1）第一组同学利用如图7（a）的实验装置测量，电压表应选择量程（填“3 V”或“15 V”），实验后得到了如图（b）的U-I图象，则电池内阻为 Ω.（电压表、电流表均为理想电表）
　　（2）第二组同学也利用图（a）的连接测量另一节干电池，初始时滑片P在最右端，但由于滑动变阻器某处发生断路，合上电键后发现滑片P向左滑过一段距离x后电流表有读数，于是该组同学分别作出了电压表读数U与x、电流表读数I与x的关系图，如图（c）所示，则根据图象可知，电池的电动势为
　　V，
　　内阻为Ω.
　　图7
　　解析：在图7（b）中，图象的横坐标和纵坐标的物理意义分别是路端电压和干路电流，由于图象的纵坐标不是从0开始变化，所以图线和纵坐标的交点是电源电动势，但是横坐标不是短路电流，电源内阻应该为：r=
　　ΔU/ΔI.在图（c）中，0～5 cm电压表和电流表的示数由于滑动变阻器断路而不发生变化，可以根据两组相对应的路端电压和干路电流值列方程求解电动势和内阻.
　　答案：（1）3 V 1.5 （2）1.5 1
　　评注：测量电动势和内阻的实验数据处理常见问题：①用纵坐标表示路端电压，横坐标表示干路电流，其中和纵坐标的交点是电源电动势，和横坐标的交点不一定是短路电流.电压变化量和电流变化量的比值表示内阻.②误差如果采用图（a）的接法，则误差来源于电流表的分压，电源电动势的测量值等于真实值，内阻的测量值大于真实值.