2025-2026学年高二上学期物理期末复习热点训练-实验：电池电动势和内阻的测量

2025-2026学年度高二年级第一学期物理期末复习热点训练测量电源的电动势和内阻 一、热点剖析 （一）实验原理 闭合回路欧姆定律E=U+Ir，理论上，只需要测出两组U、I数值，解二元一次方程组就可以得到实验结果。 （二）实验电路 电路的核心依然是伏安法测电阻，但是测量的对象是电源，因此就电流表的内外接问题，需要基于被测量对象而言。 本实验的经典电路如图甲所示： （三）实验器材 该实验关于实验器材的考查点主要集中在电表的选择问题、滑动变阻器的选择问题上。 （四）数据处理 用图像法来处理数据，在坐标纸上以为横坐标、为纵坐标，用测出的几组、值画出图像，如图乙所示，直线跟纵轴的交点的纵坐标表示电源电动势，图线斜率的绝对值表示内阻。 （五）误差分析 E测<E真，r测<r真 二、热点分类强化 热点一：实验基本要素考查类问题 1．某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻，他们提出的实验方案中有如下四种器材组合。为使实验结果尽可能准确，最不可取的一组器材是（ ） A.一个电流表、一个电压表和一个滑动变阻器 B.一个电压表和多个定值电阻 C.一个电流表和一个电阻箱 D.两个电流表和一个滑动变阻器 【答案】D 【解析】根据，要测出和，就要同时测出和，、、三个选项都能满足要求；选项只能测出电流，不能测出电压，所以选。 2.物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。 如图是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。某同学在实验中，闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数。为查找故障，在其他连接不变的情况下，他将电压表连接位置的导线端分别试触、、三个位置，发现试触、时，电压表有示数；试触时，电压表没有示数。若电路中仅有一处故障，则_ （选填选项前的字母）。 A. 导线断路 B. 滑动变阻器断路 C. 导线断路 D. 滑动变阻器短路 【答案】C 【解析】闭合开关后，电压表有示数，且在分别试触、时，电压表均有示数，说明从经过滑动变阻器到的电路导通，试触时电压表示数为零，说明段有断路。 3.某兴趣小组利用铜片、锌片和橘子制作了水果电池，并用数字电压表（可视为理想电压表）和电阻箱测量水果电池的电动势和内阻,实验电路如图1所示。连接电路后，闭合开关,多次调节电阻箱的阻值,记录电压表的读数,绘出图像，如图2所示，可得：该电池的电动势_ ,内阻_ 。（结果保留两位有效数字） 图1 图2 【答案】1.0；3.3 【解析】题中等于流过电阻箱的电流，即题图2相当于图像，则由闭合电路欧姆定律可知，图像中图线的纵截距表示电源电动势；从图中选取和两点，计算图线斜率，图线斜率的绝对值表示电源内阻 。 热点二：电流表外接法测量电源电动势与内阻 4.根据闭合电路欧姆定律，电源电动势和内阻、路端电压、电流的关系为。依据这一原理，甲同学用图1所示的电路测量电源的电动势和内阻。 （1） 闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于最 端（选填“左”或“右”）。 （2） 调节滑动变阻器的滑片，记录多组电压表和电流表的示数，在坐标纸上标出相应的数据点，作出图线如图2所示。根据图线测得该电源的电动势_ ，内阻_ 。（结果均保留2位有效数字） 图1 图2 （3） 由于电表并非理想电表，导致_ （选填“电压”或“电流”）的测量存在系统误差。在图2上定性画出没有电表内阻影响的理想情况的图线，画出图线与横纵坐标轴的交点。 （4） 乙同学拆除电流表和滑动变阻器，直接读取电压表示数为。若电源的电动势为，内阻为。电流表、电压表的内电阻分别为、。根据图像和电路关系，仅从系统误差的角度来看，_ ，_ （均选填“ ”“”或“ ”）。可知_ （用电源和电表内阻表示）。 【答案】（1） 左 （2） 4.4； （3） 电流；图见解析 （4） ；； 【解析】 （1） 闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器应接入电路阻值最大，故滑片在最左边，使电路中电流最小。 （2） 图像与纵轴交点的纵坐标为电动势，，图像斜率绝对值表示内阻， 。 （3） ，应为干路电路，故误差来源为电压表分流，电流测量有误差；当时，电流表测量值无误差，故图线如图所示。 （4） 甲、乙两同学测量原理相同，都以外电路断路时的路端电压为电源电动势，；外电路短路时，，，短路时，电流表测量无误差，即；为电压表内阻和电源内阻并联后的等效电阻，故。 热点三：电流表内接法测量电源电动势与内阻 5.某同学为了测量一直流电源的电动势和内阻以及一有固定刻度的均匀电阻丝的电阻率，设计了如图1所示的电路。电阻丝相邻刻度的间距为，电阻丝横截面为圆形，直径为，电流表内阻Ω，电压表内阻未知。实验步骤如下： （1）使用螺旋测微器测量电阻丝直径如图2，则电阻丝直径　　　　　　mm。 （2）闭合开关S1和S2，调节滑动变阻器，记录多组电压表读数和电流表读数，画出图线如图3所示，则测得的电源电动势为　　　　　　V，电源内阻为　　　　　　。 （3）断开开关S2，调节滑动变阻器阻值，使电流表示数达到最大。 （4）保持滑动变阻器阻值不变，多次改变接入电路的电阻丝长度，使接入电路的电阻丝的长度为，记录电流表读数和，绘制出图像如图4，测得图线斜率为，则电阻丝电阻率　　　　　　（用测量量和已知量字母表示），测得的电阻率　　　　　　（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 【答案】①2.700 ②12 ③1 ④ ⑤等于 【解析】 （1）由螺旋测微器读数规则知电阻丝直径。 （2）由闭合电路欧姆定律知，电压与电流之间的关系为 结合图3知，电源电动势，电源内阻 测得的电源电动势等于真实值。 （4）由电阻定律公式知，长度为的电阻丝的阻值 接入电路电阻丝的长度为单位长度的倍，则接入电路的阻值 设滑动变阻器当前阻值为，由闭合电路欧姆定律有 可得 将代入可得 故图4中图线斜率 电阻率 由（2）知，测得的电动势等于真实值；电源内阻、电流表内阻、滑动变阻器的当前阻值不影响测量结果，故测得的电阻率等于真实值。 热点四：“一表一箱法”测量电源电动势与内阻 6.某实验小组的同学用铜片、铝片和自来水制作成自来水电池。为了测量电池的电动势和内阻，他们用数字电压表（内阻约）、电阻箱以及开关与该电池连接成电路进行实验。 图a （1） 若电压表内阻未知，应该选择的实验电路是图a中的。（选填“甲”或“乙”） （2） 按照图a设计的电路图连接电路后，调节电阻箱接入电路的阻值，并同时记录数字电压表的读数。以为纵坐标、为横坐标建立直角坐标系，描出数据点，拟合得到图b所示的图线。由此可以求得电池的电动势_ ，内阻_ 。（结果均保留两位有效数字） 图b （3） 两位同学用图c所示电路测量电池的电动势和内阻。其中一位同学用内阻为的灵敏电流计测得电池的电动势和内阻。另一位同学更换内阻为，但和的精确值均未知的灵敏电流计完成实验，测得电动势和内阻。从理论上分析，两组电动势和内阻测量值的大小关系：_ ，_ 。（均选填“ ”“ ”或“”） 图c 【答案】（1） 甲 （2） 1.0； （3） ； 【解析】 （1） 由于数字电压表的内阻很大（约），图a中乙电路无法测量，故选甲。 （2） 图像的纵截距为，斜率为，由图线数据可得， 。 （3） 图c的电路测得的电动势等于电源电动势的真实值，故，内阻的测量值，故。 热点五：创新方式测量电源电动势与内阻 7. 某实验小组设计了如图甲所示的实验电路测量电源的电动势和内阻，实验器材有：待测电源、阻值为的定值电阻、内阻极大的电压表、总阻值为且阻值均匀的半圆形变阻器、可指示滑片转过角度的刻度盘、开关、导线若干。回答下列问题： （1）合上开关，滑片在顺时针转动的过程中，电源内阻的功率　　　　　　（填“增大”或“减小”）。 （2）在实验中转动滑片，改变角度（弧度制），测量相应的定值电阻的电压，以为纵坐标，为横坐标，作出图像如图乙所示，已知图像的斜率为，纵截距为，则电源的电动势为　　　　　　，内阻　　　　　　。 （3）若实验中采用的电压表内阻不够大，则电源电动势的测量值　　　　　　（填“偏大”“不变”或“偏小”），内阻的测量值　　　　　　（填“偏大”“不变”或“偏小”）。 【答案】（1）增大 （2）① ② （3）①偏小 ②偏小 【解析】(1)滑片在顺时针转动的过程中，总电阻减小，电流增大，电源内阻的功率增大。 (2)半圆形变阻器接入电路的电阻 由欧姆定律可得 变形可得 则有 ， 联立解得， (3)若实验中采用的电压表内阻不够大，则（2）中在电路中实际应该是与电压表内阻的并联电阻，，相当于代入表达式的偏大，因此，偏小，偏小。 8. 某科技公司推出了一款三折叠屏手机，里面的电池不仅很薄，而且容量很大。小华同学想通过实验室的一些电学仪器测量该电池的电动势和一未知电阻的阻值。他在网上查得手机电池的电动势在3~4V，内阻很小可忽略。 （1）他首先在实验室找到两个电流表A1（内阻，量程0~600mA）、A2（内阻未知，量程0~20mA），然后用半偏法来测电流表A2的内阻，具体电路如图甲。连好电路后先闭合s1，断开s2，调节让A2表满偏，接着再闭合s2，调节，让A2表半偏，此时读数为50.0Ω。 （2） 紧接着他将A2表与电阻串联改装成一个量程为0~4V的电压表，则= Ω （3）组装完成后，小华继续将实验室的电学器材按图乙连接好，闭合开关S后不断改变滑动变阻器滑片的位置，读出多组A1、A2表对应的示数、，以为横轴、为纵轴作出图像，如图丙所示，根据图像算出电池电动势 V电阻 Ω. （4）小明看到小华的实验过程后，提出在使用半偏法测电流表的内阻时存在实验误差，该误差会导致电池电动势的测量值 （选填“大于”“小于”或“等于”）真实值，的测量值 （选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 【答案】①150 ②3.6 ③5.8 ④小于 ⑤小于 【解析】 （2） 由半偏法可知电流表内阻测量值，改装成4V量程的电压表，串联电阻 （3） 改装后的电压表内阻 由题图乙可知 整理得 对照题图丙可知纵截距 解得 斜率绝对值 解得 （4） 闭合后，通过表和电阻箱的总电流大于表的满偏电流，则表半偏时，流过的电流大于，则此时阻值小于表的内阻，半偏法测得的电流表内阻偏小，则实际改装后的电压表内阻，最后计算电动势和值，，代入的值却是200.0Ω，导致电动势测量值小于真实值；同理，由，可知测量值小于真实值。 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年度高二年级第一学期物理期末复习热点训练测量电源的电动势和内阻 一、热点剖析 （一）实验原理 闭合回路欧姆定律E=U+Ir，理论上，只需要测出两组U、I数值，解二元一次方程组就可以得到实验结果。 （二）实验电路 电路的核心依然是伏安法测电阻，但是测量的对象是电源，因此就电流表的内外接问题，需要基于被测量对象而言。 本实验的经典电路如图甲所示： （三）实验器材 该实验关于实验器材的考查点主要集中在电表的选择问题、滑动变阻器的选择问题上。 （四）数据处理 用图像法来处理数据，在坐标纸上以为横坐标、为纵坐标，用测出的几组、值画出图像，如图乙所示，直线跟纵轴的交点的纵坐标表示电源电动势，图线斜率的绝对值表示内阻。 （五）误差分析 E测<E真，r测<r真 二、热点分类强化 热点一：实验基本要素考查类问题 1．某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻，他们提出的实验方案中有如下四种器材组合。为使实验结果尽可能准确，最不可取的一组器材是（ ） A.一个电流表、一个电压表和一个滑动变阻器 B.一个电压表和多个定值电阻 C.一个电流表和一个电阻箱 D.两个电流表和一个滑动变阻器 2.物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。 如图是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图。某同学在实验中，闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数。为查找故障，在其他连接不变的情况下，他将电压表连接位置的导线端分别试触、、三个位置，发现试触、时，电压表有示数；试触时，电压表没有示数。若电路中仅有一处故障，则_ （选填选项前的字母）。 A. 导线断路 B. 滑动变阻器断路 C. 导线断路 D. 滑动变阻器短路 3.某兴趣小组利用铜片、锌片和橘子制作了水果电池，并用数字电压表（可视为理想电压表）和电阻箱测量水果电池的电动势和内阻,实验电路如图1所示。连接电路后，闭合开关,多次调节电阻箱的阻值,记录电压表的读数,绘出图像，如图2所示，可得：该电池的电动势_ ,内阻_ 。（结果保留两位有效数字） 图1 图2 热点二：电流表外接法测量电源电动势与内阻 4.根据闭合电路欧姆定律，电源电动势和内阻、路端电压、电流的关系为。依据这一原理，甲同学用图1所示的电路测量电源的电动势和内阻。 （1） 闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于最 端（选填“左”或“右”）。 （2） 调节滑动变阻器的滑片，记录多组电压表和电流表的示数，在坐标纸上标出相应的数据点，作出图线如图2所示。根据图线测得该电源的电动势_ ，内阻_ 。（结果均保留2位有效数字） 图1 图2 （3） 由于电表并非理想电表，导致_ （选填“电压”或“电流”）的测量存在系统误差。在图2上定性画出没有电表内阻影响的理想情况的图线，画出图线与横纵坐标轴的交点。 （4） 乙同学拆除电流表和滑动变阻器，直接读取电压表示数为。若电源的电动势为，内阻为。电流表、电压表的内电阻分别为、。根据图像和电路关系，仅从系统误差的角度来看，_ ，_ （均选填“ ”“”或“ ”）。可知_ （用电源和电表内阻表示）。 热点三：电流表内接法测量电源电动势与内阻 5.某同学为了测量一直流电源的电动势和内阻以及一有固定刻度的均匀电阻丝的电阻率，设计了如图1所示的电路。电阻丝相邻刻度的间距为，电阻丝横截面为圆形，直径为，电流表内阻Ω，电压表内阻未知。实验步骤如下： （1）使用螺旋测微器测量电阻丝直径如图2，则电阻丝直径　　　　　　mm。 （2）闭合开关S1和S2，调节滑动变阻器，记录多组电压表读数和电流表读数，画出图线如图3所示，则测得的电源电动势为　　　　　　V，电源内阻为　　　　　　。 （3）断开开关S2，调节滑动变阻器阻值，使电流表示数达到最大。 （4）保持滑动变阻器阻值不变，多次改变接入电路的电阻丝长度，使接入电路的电阻丝的长度为，记录电流表读数和，绘制出图像如图4，测得图线斜率为，则电阻丝电阻率　　　　　　（用测量量和已知量字母表示），测得的电阻率　　　　　　（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 热点四：“一表一箱法”测量电源电动势与内阻 6.某实验小组的同学用铜片、铝片和自来水制作成自来水电池。为了测量电池的电动势和内阻，他们用数字电压表（内阻约）、电阻箱以及开关与该电池连接成电路进行实验。 图a （1） 若电压表内阻未知，应该选择的实验电路是图a中的。（选填“甲”或“乙”） （2） 按照图a设计的电路图连接电路后，调节电阻箱接入电路的阻值，并同时记录数字电压表的读数。以为纵坐标、为横坐标建立直角坐标系，描出数据点，拟合得到图b所示的图线。由此可以求得电池的电动势_ ，内阻_ 。（结果均保留两位有效数字） 图b （3） 两位同学用图c所示电路测量电池的电动势和内阻。其中一位同学用内阻为的灵敏电流计测得电池的电动势和内阻。另一位同学更换内阻为，但和的精确值均未知的灵敏电流计完成实验，测得电动势和内阻。从理论上分析，两组电动势和内阻测量值的大小关系：_ ，_ 。（均选填“ ”“ ”或“”） 图c 热点五：创新方式测量电源电动势与内阻 7. 某实验小组设计了如图甲所示的实验电路测量电源的电动势和内阻，实验器材有：待测电源、阻值为的定值电阻、内阻极大的电压表、总阻值为且阻值均匀的半圆形变阻器、可指示滑片转过角度的刻度盘、开关、导线若干。回答下列问题： （1）合上开关，滑片在顺时针转动的过程中，电源内阻的功率　　　　　　（填“增大”或“减小”）。 （2）在实验中转动滑片，改变角度（弧度制），测量相应的定值电阻的电压，以为纵坐标，为横坐标，作出图像如图乙所示，已知图像的斜率为，纵截距为，则电源的电动势为　　　　　　，内阻　　　　　　。 （3）若实验中采用的电压表内阻不够大，则电源电动势的测量值　　　　　　（填“偏大”“不变”或“偏小”），内阻的测量值　　　　　　（填“偏大”“不变”或“偏小”）。 8. 某科技公司推出了一款三折叠屏手机，里面的电池不仅很薄，而且容量很大。小华同学想通过实验室的一些电学仪器测量该电池的电动势和一未知电阻的阻值。他在网上查得手机电池的电动势在3~4V，内阻很小可忽略。 （1）他首先在实验室找到两个电流表A1（内阻，量程0~600mA）、A2（内阻未知，量程0~20mA），然后用半偏法来测电流表A2的内阻，具体电路如图甲。连好电路后先闭合s1，断开s2，调节让A2表满偏，接着再闭合s2，调节，让A2表半偏，此时读数为50.0Ω。 （2） 紧接着他将A2表与电阻串联改装成一个量程为0~4V的电压表，则= Ω （3）组装完成后，小华继续将实验室的电学器材按图乙连接好，闭合开关S后不断改变滑动变阻器滑片的位置，读出多组A1、A2表对应的示数、，以为横轴、为纵轴作出图像，如图丙所示，根据图像算出电池电动势 V电阻 Ω. （4）小明看到小华的实验过程后，提出在使用半偏法测电流表的内阻时存在实验误差，该误差会导致电池电动势的测量值 （选填“大于”“小于”或“等于”）真实值，的测量值 （选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 学科网（北京）股份有限公司 $