12.3 实验：电池电动势和内阻的测量 同步练习-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

12.3 实验：电池电动势和内阻的测量 同步练习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．测定电源的电动势和内阻”的实验中，下列注意事项中错误的是（  ） A．应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表示数的变化比较明显 B．应选用内阻较小的电压表和电流表 C．移动变阻器的触头时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载 D．根据实验记录的数据作U–I图象时，应通过尽可能多的点画一条直线，并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧 2．如图所示的“测定电池的电动势和内阻”的实物连线图中，有一根线连接的是错误的，这根错误的线是（ ） A．a B．b C．c D．d 3．某同学在实验室利用如图甲所示的电路测量某电源的电动势和内阻。根据实验数据绘出的图像与如乙图所示的图线类似，其中为电阻箱读数，为电压表读数。请根据已学习的电学知识分析出正确的选项（　　） A．电源的电动势大小为、内阻大小为 B．电源的电动势大小为、内阻大小为 C．电源的电动势大小为、内阻大小为 D．电源的电动势大小为、内阻大小为 4．如图所示，在测电源电动势和内阻的实验中，闭合开关S，改变滑动变阻器的阻值，读出电压表示数U和电流表示数I，下列说法正确的是（　　） A．电压表读数U增大时电流表读数I也必定增大 B．电压表与电流表读数变化量的比值的绝对值是滑动变阻器的电阻 C．电压表与电流表读数的比值是电源内阻 D．电压表与电流表读数变化量比值的绝对值是电源内阻 5．利用如图（甲）所示电路进行“测定电源的电动势和内阻”的实验中，某学习小组测出多组数据，并根据实验数据作出图像，如图（乙）所示，电源电动势E和内阻r分别为（    ）    A．， B．， C．， D．， 6．利用如图所示电路可以测出电压表的内阻。已知电源的内阻可以忽略不计，R为电阻箱。闭合开关，当R取不同阻值时，电压表对应有不同读数U。多次改变电阻箱的阻值，所得到的图象应该是（　　） A． B． C． D． 7．用电流表和电压表测量一节干电池的电动势和内阻，电路图如图甲所示，由实验中测得的数据描绘的图像如图乙所示，以下说法正确的是（　　） A．电池的电动势约为1.4V，内阻约为2.8Ω B．考虑电表内阻对实验的影响，由图甲可知，误差来源于电压表有分流作用 C．滑动变阻器滑片滑至最左端时，流过电流表的电流为0.5A D．考虑电表内阻对实验的影响，由图甲可知，所测电池的内阻应偏大 8．某实验小组在测量电源电动势和内阻的实验中，采用如图甲所示的电路进行实验，待测电源的电动势约2V，内阻约。（　　） A．在闭合开关S前，滑动变阻器滑片应置于端 B．这个实验的系统误差是由于电流表分压造成的 C．电源的内阻为 D．为了让实验误差更小，同量程的电压表，应该选择内阻更大的那一个 9．某同学利用如图甲所示电路测量电池a的电动势Ea和内阻ra，实验时多次改变电阻箱的阻值，记录电阻箱阻值R，用电压传感器（可视为理想电表）测得路端电压U，并在计算机上显示出如图乙所示的关系图线a，重复上述实验方法测量电池b的电动势Eb和内阻rb，得到图乙中的图线b。由图线可知（　　）　 A．Ea=Eb B．Ea > Eb C．ra= rb D．ra > rb 10．测定一节蓄电池的内阻r比较小，为了实验的方便，电路中串联了一个定值电阻R0。采用如图所示电路测量电动势和内阻，产生系统误差的主要原因是（　　） A．电压表的分流作用 B．电流表的分流作用 C．电流表的分压作用 D．电压表的分压作用 二、多选题 11．用伏安法测量电源电动势和内电阻的实验中，下列注意事项中正确的是（　　） A．应选用新的干电池作为被测电源，以使电压表的示数变化比较明显 B．应选用内阻较小的电压表和电流表 C．移动滑动变阻器的滑片时，不能使滑动变阻器短路，以免造成电源过载 D．根据实验记录的数据作U-I图线时，应画一条通过尽可能多的点的直线，并使不在直线上的点大致分布在直线的两侧 12．用伏安法测电源电动势和内阻，由于没考虑电表内阻造成的误差，下列说法正确的是（　　）    A．用甲图电路时，电源电动势的测量值小于真实值 B．用甲图电路时，电源内阻的测量值小于真实值 C．用乙图电路时，电源电动势的测量值小于真实值 D．用乙图电路时，电源内阻的测量值小于真实值 13．在测量电池的电动势和内阻时，某兴趣小组按照如下实物连图进行实验，调节滑动变阻器测得多组电表读数，作出如图所示的U-I图像，下列说法正确的是（　　） A．由图可测得电池电动势 B．由图可测得电池的内阻 C．造成系统误差的原因是电流表的分压作用 D．考虑到电表内阻的影响，电动势的测量值小于其真实值 14．如图所示，是测电源电动势和内阻的两种常用方法，由于电流表和电压表都不是理想电表，所以测量结果有系统误差。下列分析正确的是（　　）      A．采用图1的方法，引入系统误差的原因是电压表的分流作用；采用图2的方法，引入系统误差的原因是电流表的分压作用 B．图3是用“图1”电路处理的结果，其中图线②表示测量图线，图线①表示真实图线 C．图4是用图2电路处理的结果，其中图线③表示测量图线，图线④表示真实图线 D．图3和图4结合处理实验数据，不能消除因电表不理想而引起的系统误差 15．小李同学为测量某电源的电动势和内电阻并同时测出定值电阻R0的阻值，他设计了如图所示的电路。实验时他用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数，在将滑动变阻器的滑片移动到不同位置时，记录了U1、U2、I的一系列值。并作出下列甲、乙、丙三幅U-I，利用这些图线可以对应求出物理量是（　　） A．甲图像可求电源的电动势和内电阻 B．乙图像可求电源的电动势和内电阻 C．丙图像可求滑动变阻器的阻值 D．丙图像可求电阻R0的阻值 三、填空题 16．图中R为已知电阻，Rx为待测电阻，K1为单刀单掷开关，K2为单刀双掷开关，V为电压表（内阻极大），E为电源（内阻不可忽略）。现用图中电路测量电源电动势E及电阻Rx。 （1）写出操作步骤 。 （2）由R及测得的量，可得E = ，Rx = 。 17．某实验小组的同学在进行电源电动势和内阻的测量时，设计了如图甲所示的电路，实验室为其提供的实验器材有：电动势约为5.0V的电源，电流表A1程为0.6A、内阻约为，电流表A2量程为3mA、内阻为，滑动变阻器R（最大阻值），电阻箱R0调节范围，电键S以及导线若干。 （1）电路中，电表1应为 （填器材符号），为了完成实验应将其中的一个电流表改装成6 V的电压表，则电阻箱R0阻值应调为R0= 。 （2）通过调节滑动变阻器的滑片，读出多组数据，某次操作时电表1、2的读数如图乙所示，则两电表1、2的读数分别为 、 （均保留两位小数）。 （3）将得到的多组实验数据描绘出图像，其中纵轴为电表1的读数，横轴为电表2的读数（mA），若图线的斜率大小为k=2、纵截距为b=5.0，则该电源的电动势为E= V，内阻r= （结果保留两位有效数字） 四、解答题 18．某同学在做测定电源的电动势和内电阻的实验中，用同一套器材采用如图中甲、乙所示的两种不同电路进行测量，并在同一坐标系中作出了两次测定的U-I图线如图中丙图所示，图中的C点与A点很接近.试问： (1)图线AB是按哪种电路的测量作出的 (2)电池的电动势、内电阻是多少 (3)电流表的内阻是多少 19．一个闭合电路，当路端电压为时，通过电源的电流为；当路端电压为时，通过电源的电流为，求电源的电动势E和内电阻r（请在下面方框中画出电路原理图） 20．如图(a)所示的电路中，定值电阻R0＝3 Ω，R为电阻箱，S2为单刀双掷开关．闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其阻值为R1，记录电压传感器测得的数据为U1，然后保持电阻箱阻值不变，将S2切换到b，记录电压传感器示数为U2. （1）试写出电阻Rx的表达式． （2）若求得电阻Rx＝2.5 Ω，将S2切换到a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱阻值R和记录对应的电压传感器数据U，对测得的数据进行处理，绘出如图(b)所示的－图线．求电源电动势E和内阻r. 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《12.3 实验：电池电动势和内阻的测量 同步练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C B D C A B D C A 题号 11 12 13 14 15 答案 CD AB AD AB AD 1．B 【详解】A．旧干电池内阻较大，故应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表读数变化明显，故A正确； B．应选用内阻较小的电流表和内阻较大的电压表，以避免电流表和电压表自身阻值的影响，减小实验误差，故B错误； C．移动滑动变阻器的滑片时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载而发生危险，故C正确； D．作图时，应通过尽可能多的点画一条直线并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，这样作图误差最小，故D正确； 本题选择错误的，故选B． 2．C 【详解】图中c导线的下端不应该与电源的负极相连，而应该连接到电键的右端，这样电键就能控制整个电路了 故选C。 3．B 【详解】根据闭合电路欧姆定律可得 整理得 由题图乙可知 解得 故选B。 4．D 【详解】A．电压表读数U增大时，电源内部电压减小，而电源内阻不变，由知回路中电流减小，电流表示数减小，故A错误； BD．由闭合电路的欧姆定律可知 两式相减可得 故D正确B错误； C．由电路图可知，电压表与电流表读数的比值是滑动变阻器的阻值，故C错误。 故选D。 5．C 【详解】根据 U=E-Ir 可知，电源电动势 内阻 故选C。 6．A 【详解】根据闭合电路欧姆定律应有 整理可得 可见图象应是一个一次函数的关系图象。 故选A。 7．B 【详解】A．图像的纵截距表示干电池电动势，斜率的绝对值表示内阻，则 故A错误； BD．由于电压表分流的缘故，当电流表示数为零时，实际通过干电池的电流并不为零，所以此时干电池的内电压不为零，从而导致图像的纵截距比干电池的实际电动势偏小；假设当电压表示数为零时，干电池的路端电压实际值就是零，即所作图像的横截距（并非为题图中图线与i轴的交点，而是图线延伸至U=0时与对应i轴的交点）等于真实值。综上所述可知实验中作出的U-I图像斜率的绝对值比真实图像的斜率的绝对值偏小，从而造成干电池内阻的测量值与真实值相比偏小，故B正确，D错误； C．由题图乙可知，当路端电压为1.0V时，流过电流表的电流为0.5A，当滑动变阻器滑片滑至最左端时，其接入电路的阻值为零，此时路端电压约为零，流过电流表的电流（假设电流表不烧坏）一定大于0.5A，故C错误。 故选B。 8．D 【详解】A．在闭合开关S前，为防止烧坏电表，滑动变阻器滑片应置于a端，A错误； C．根据闭合电路的欧姆定律 整理得 可知图像的斜率大小表示电源的内阻大小，有 C错误； BD．根据电路图分析，电流表测的是滑动变阻器的电流不是干路电流，未计入电压表支路的电流，所以误差主要是电压表的分流作用。电压表与滑动变阻器并联，根据并联电路分流特点，电阻越大，分流越小，故为了让实验误差更小，同量程的电压表，应该选择内阻更大的那一个，B错误，D正确。 故选D。 9．C 【详解】根据闭合电路欧姆定律有 变形得 令图线与纵轴截距为y，图线与横轴的截距为-x，则有 ， 解得 ， 根据图乙可知，图像a与纵轴的截距大于图像b与纵轴的截距，而图像a与横轴的截距等于图像b与横轴轴的截距，可知 Ea <Eb，ra= rb 故选C。 10．A 【详解】由电路图可知，根据闭合电路欧姆定律 解得 由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比实际的电路总电流小，从而造成实验误差，故A正确，B、C、D错误。 故选A。 11．CD 【详解】A．由U=E-Ir可知，应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表读数变化明显，故A错误； B．实验所用电池内阻很小，相对于电源来说应采用电流表外接法，电流表外接法的误差来源是电压表的分流，电压表内阻越大，实验误差越小，应选择内阻大的电压表进行实验，故B错误； C．移动滑动变阻器的滑片时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载，故C正确； D．根据实验记录的数据作U-I图象时，应通过尽可能多的点画一条直线，并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧。故D正确； 故选CD。 12．AB 【详解】AB．甲图采用相对电源的电流表外接法，由于电压表的分流导致此种接法电动势和内电阻的测量值均小于真实值，故AB正确； CD．乙图采用相对电源的电流表内接法，由于电流表的分压导致内阻偏大，但电动势是准确的，故CD错误。 故选AB。 13．AD 【详解】AB．根据闭合电路欧姆定律有 根据图像的斜率及截距可知 V， 故A正确，B错误； C．造成系统误差的原因是电压表的分流作用，故C错误； D．当外电路断开时，电压表直接接在电源两端，电压表读数小于电源电动势，则电动势测量值小于真实值，故D正确； 故选AD。 14．AB 【详解】A．由于电表不是理想电表，则电流表存在电阻，电压表内阻不是无穷大；采用图1的方法，由于电压表的分流使电流表读数偏小，引入系统误差的原因是电压表的分流作用；采用图2的方法，由于电流表的分压使电压表读数偏小，引入系统误差的原因是电流表的分压作用。故A正确； B．采用图1的方法，由于电压表的分流使电流表读数偏小，当外电路短路时，电压表分流为0，即图1方法中测量图线和真实图线与横轴交点相同；则图3是用“图1”电路处理的结果，其中图线②表示测量图线，图线①表示真实图线。故B正确； C．采用图2的方法，由于电流表的分压使电压表读数偏小，当外电路断路时，电流表的分压为0，即图2方法中测量图线和真实图线与纵轴交点相同，则图4是用图2电路处理的结果，其中图线③表示真实图线，图线④表示测量图线。故C错误； D．利用图3中图线与横轴交点、图4中图线与纵轴交点，连接后可得出真实的图线，消除因电表不理想而引起的系统误差，故D错误。 故选AB。 15．AD 【详解】A．由于U1-I关系为 U1=E-Ir 故由甲图可求电源的电动势和内电阻，选项A正确； BC．因为 U2=E-I（R0+r） 则由U2-I关系可求得电源的电动势和（R0+r），选项BC错误； D．因为U1-U2等于电阻R0两端的电压，则由丙图像可求电阻R0的阻值，选项D正确； 故选AD。 16． ①K1断开，K2接到a端，记下电压表的读数U1；②K2仍接到a端，闭合K1，记下电压表的读数U2；③K1仍闭合，K2接到b端，记下电压表的读数U3 U1 R 【详解】（1）[1]具体步骤为：先K1断开，K2接到a端，记下电压表的读数U1；再将K2仍接到a端，闭合K1，记下电压表的读数U2；接下来K1仍闭合，K2接到b端，记下电压表的读数U3。 （2）[2][3]先K1断开，K2接到a端，记下电压表的读数U1，E = U1；由串联电路的规律可知 解得 17． A1 1900 0.40A 2.30mA 5.0 1.0 【详解】[1]为了完成实验，应将内阻已知的电流表改装成6 V量程的电压表，则电路中的电表1应为；电表2应为； [2]由电压表的改装原理可知 由已知、，代入数据解得 [3] [4]由于电表1为、电表2为，则由电流表的读数规则可知，电表1的读数为，电表2的读数为。 [5] [6]由闭合电路欧姆定律可知 整理得 即 结合题意得 18．（1）AB是乙图测量作出的；（2），；（3）。 【详解】（1）设电流表的内阻为，对甲图，根据闭合电路欧姆定律得 对乙图，根据闭合电路欧姆定律得 则乙图对应的图象的斜率大，所以AB是乙图测量作出的． （2）图中的C点与A点很接近，根据图象在U轴的截距表示电动势，可知电动势 甲图对应的图象的斜率表示内阻，根据CD图象可知，电源内阻 （3）AB图象的斜率表示，则 考点：测定电源的电动势和内阻 【名师点睛】本题主要考查了闭合电路欧姆定律的直接应用，应用图象法处理实验数据是常用的实验数据处理方法，注意电流表内阻对实验的影响，难度适中． 19．3.0V，1.0Ω，图见解析 【详解】电路原理图如图所示 根据闭合电路欧姆定律 E=U+Ir 可得 E=2.8+0.2r E=2.7+0.3r 解得 E=3.0V，r=1.0Ω 20．（1） （2）1.43V；0.5 Ω 【详解】（1）闭合S1，将S2切换到a时，有： S2切换到b时，有： 所以 解得： Rx= R1； （2）利用图线的截距求E E＝U＋I（Rx＋R0＋r） 由此式看出， 图线的截距为 斜率 . 由此两式得， E=1.43V（或V ）   r＝0.5 Ω 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $