实验08 测量电源的电动势和内阻与多用电表的使用（讲义）（全国通用）2026年高考物理二轮复习讲练测

实验08 测量电源的电动势和内阻与多用电表的使用 目录 01 析·方法策略 1 02 破·方法攻坚 5 题型8.1-1 伏安法（测量电源的电动势和内阻） 5 题型8.1-2 安阻法（测量电源的电动势和内阻） 8 题型8.1-3 伏阻法（测量电源的电动势和内阻） 11 题型8.2-1 多用电表的基本操作（多用电表的使用） 13 题型8.2-2 欧姆档的使用（多用电表的使用） 15 题型8.2-3 黑箱问题（多用电表的使用） 17 实验8.1：测量电源的电动势和内阻 核心实验原理 闭合电路欧姆定律：E=U+Ir（基本式），变形为 U=-rI+E（线性式，核心用于图像法）。其中 E 为电源电动势，r 为电源内阻，U 为路端电压，I 为干路电流。 一、实验方案 实验方案 电路类型 核心器材 实验方法 核心特点 伏安法（电流表外接） 电压表直接测路端电压，电流表测干路电流 电源、开关、滑动变阻器、电压表、电流表、导线 控制变量法（改变滑动变阻器阻值，测多组 U、I） 操作简单，系统误差源于电压表分流，为误差分析核心考点 伏安法（电流表内接） 电流表测干路电流，电压表测滑动变阻器电压（含电流表分压） 同外接法 控制变量法 考频低，系统误差源于电流表分压，作为外接法对比考点 伏阻法（无电流表） 电压表 + 定值电阻 R₀/ 双电压表（等效替代电流表） 电源、开关、滑动变阻器、电压表、定值电阻 R₀、导线 等效替代法 + 控制变量法 电流表缺失替代方案，高考常考 “双电压表版” 安阻法（无电压表） 电流表 + 定值电阻 R₀/ 双电流表（等效替代电压表） 电源、开关、滑动变阻器、电流表、定值电阻 R₀、导线 等效替代法 + 控制变量法 电压表缺失替代方案，考频低于伏阻法 二、各类方案详细拆解 2.1 伏安法（电流表外接） 项目 具体内容 实验电路特点 电源正极→电流表→滑动变阻器→电源负极；电压表并联在滑动变阻器 + 电流表两端，直接测路端电压 数据处理方法 1. 解析法：测 2 组 U₁I₁、U₂I₂，列方程组得 E=(U₁I₂-U₂I₁)/(I₂-I₁)，r=(U₁-U₂)/(I₂-I₁)2. 图像法（核心）：作 I 为横轴、U 为纵轴的 U-I 图像，纵轴截距为 E，斜率绝对值3. 逐差法：测偶数组数据，分两组列方程组求平均值，减小偶然误差；4. 平均值法：测多组 E、r，分别求算术平均值 系统误差来源 电压表有内阻，存在分流现象（电流表测的I 测≠干路电流I真，I 真 = I 测 + IV） 误差结果（必背） 测得电动势 E测 < E真，测得内阻 r测 < r真（均偏小） 高考常考变式 滑动变阻器改为电阻箱（测 U、I 更精准），电路、数据处理、误差来源均不变 2.2 伏安法（电流表内接） 项目 具体内容 实验电路特点 电源正极→电流表→滑动变阻器→电源负极；电压表仅并联在滑动变阻器两端，不测电流表分压 数据处理方法 与外接法一致，优先采用 U-I 图像法（截距为 E 测，斜率绝对值为 r 测） 系统误差来源 电流表有内阻，存在分压现象（电压表测的U测≠路端电压U真，U真 = U测+ UA） 误差结果（必背） 测得电动势 E测 = E真（截距无误差），测得内阻r测 = r真 + rA（偏大，等于真实内阻 + 电流表内阻） 高考考察角度 与外接法对比误差来源、结果，判断方案精准度（外接法更优，电源内阻小，电压表分流误差更小） 2.3 伏阻法（无电流表） 项目 电压表 +电阻箱R（主流） 实验原理 将 R与电压表并联，I=UV/R（UV为 R两端电压）为干路电流；路端电压 U=UV 数据处理方法 核心：作图像，截距为，斜率绝对值为；解析法测2组数据列方程 系统误差来源 电压表分流 误差结果（必背） E测< E真，r测 < r真（与伏安法外接一致） 2.4 安阻法（无电压表） 项目 具体内容 实验原理 将电阻箱R与电流表串联，U=I₀R（I₀为电流表示数）为路端电压； 干路电流I= I₀ 数据处理方法 核心：作图像，截距为，斜率为，推导求 E、r 系统误差来源 电流表分压 误差结果（必背） E测 = E真，r测 > r真（与伏安法内接一致） 四、误差分析 实验方案 E测与 E真 r测与 r真 核心记忆点 伏安法（外接） 偏小 偏小 电压表分流，电流测小，截距、斜率均偏小 伏安法（内接） 相等 偏大 电流表分压，电压测小，截距不变，斜率偏大 伏阻法（电压表 +变阻箱） 偏小 偏小 同伏安法外接，电压表分流 安阻法（电流表 +变阻箱） 相等 偏大 同伏安法内接，电流表分压 实验8.2：多用电表的使用 实验方案 高考核心考察要点 数据处理方法 误差来源 误差分析 1. 多用电表测直流电压（测路端电压/元件两端电压） 1. 量程选择（根据预估电压选，如3V、15V）；2. 接线规则（红正黑负，并联在被测电路两端，电路可通电）；3. 读数方法（对应量程刻度，选择估读方式）；4. 与电压表的对比使用 根据所选量程确定刻度分度值，直接读取数值（如3V量程，最小分度值0.1V，估读至0.01V） 1. 量程选择过大，分度值偏大，估读误差大；2. 电路通电状态下，多用电表内阻并非无穷大（电压挡内阻远大于被测元件，误差极小）；3. 读数时视线未与刻度盘垂直，视差误差 1. 量程选择偏小会导致指针超偏，偏大会增大偶然误差；2. 电压挡内阻极大，系统误差可忽略，误差主要为偶然误差（读数、视差）； 2. 多用电表测直流电流（测支路/干路电流） 1. 量程选择（根据预估电流选，如100mA、1A）；2. 接线规则（红正黑负，串联在被测电路中，电路可通电）；3. 读数方法（同电压挡，对应量程刻度）；4. 与电流表的对比使用 直接读数法：确定所选电流量程的分度值，直接读取（如100mA量程，分度值1mA，估读至0.1mA） 1. 量程选择不当（过大增大估读误差，过小指针超偏）；2. 串联时接触不良，电路不通；3. 电流挡内阻不为零，接入电路后使总电阻增大，总电流减小；4. 视差误差、读数估读误差 1. 系统误差：因多用电表电流挡有内阻，测量值为接入后的电流，略小于电路原真实电流；2. 偶然误差：量程过大、视差、估读导致，可通过选合适量程、规范读数减小；3. 接线反接为操作错误，非误差 3. 多用电表测定值电阻（欧姆挡，核心高频考点） 1. 欧姆调零（选量程后，红黑表笔短接，调欧姆调零旋钮使指针指0Ω）；2. 量程选择（使指针指刻度盘中央区域，如测几十Ω选×1挡，几百Ω选×10挡）；3. 操作规则（被测电阻必须与电路断开、无并联用电器，手不能接触表笔金属端）；4. 读数与换算（指针读数×量程倍率）；5. 换量程后重新欧姆调零 倍率换算读数法：指针指针对应欧姆刻度×所选倍率（如指针指22，×10挡则电阻为220Ω）； 系统误差：1. 欧姆挡刻度非线性，中央区域刻度密集，误差小，两端误差大；2. 电池老化，电动势E减小，内阻r增大，导致欧姆调零后，测量值偏大； 操作误差：1. 测电路中电阻时未断开电路，电阻与其他元件并联，测量值为并联总电阻，偏小；2. 手接触表笔金属端，人体与电阻并联，测量值偏小；3. 换量程后未重新欧姆调零，直接读数；4. 欧姆调零不彻底，指针未严格指0Ω 1.量程选择核心结论：指针指欧姆刻度中央1/3区域时，误差最小；2. 电池老化：E减小→调零后内阻增大→测量值系统偏大（高考实验题误差分析必考点）；3. 被测电阻未断开手触表笔：并联电阻→测量值系统偏小（高考操作类误差核心）；4. 非线性刻度：同一电阻，量程越大（倍率越高），偶然误差略大（需选合适量程） 4. 多用电表探测电学黑箱（电阻/电源/二极管，综合考点） 1. 黑箱内元件类型判断（电阻：正反测阻值相同；电源：红黑表笔反接，指针偏转方向相反；二极管：正反测阻值差异极大，正向小反向大）；2. 欧姆挡电压挡配合使用（测电源用电压挡，测电阻/二极管用欧姆挡）；3. 元件位置判断（通过不同接线柱间的测量结果，推理元件连接方式）；4. 二极管正负极判断（正向阻值小的一次，红表笔接二极管负极，黑表笔接正极，因欧姆挡黑表笔接内部电源正极） 1. 对比分析法：记录不同接线柱间正反测的阻值/电压数据，对比元件特性判断类型（如阻值正反相同→电阻）；2. 推理法：根据测量数据，结合串并联规律，推理黑箱内元件的连接方式；3. 定值法：确定元件后，测量并计算具体参数（如电阻的阻值、电源的路端电压） 1. 测二极管时，欧姆挡量程选择过大，导致正反阻值差异不明显，判断错误；2. 测黑箱内电源时，误用欧姆挡（易烧坏电表，操作错误）；3. 测电阻时，黑箱内元件并联，测量值偏小，导致推理错误；4. 欧姆挡电池老化，阻值测量误差大，影响判断 1. 二极管判断核心：必须选低倍率欧姆挡（如×1、×10），高倍率挡内阻大，正向电流小，阻值测量偏大，正反差异小；2. 电源判断：若两接线柱间测电压有示数，测电阻指针反向偏转，说明内部有电源（高考常考推理点）；3. 误差主要影响参数计算，对元件类型判断的影响可通过多次测量减小 题型8.1-1 伏安法 1．（2026·湖北襄阳·一模）某同学测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材。 A．待测干电池一节 B．电流表：量程，内阻 C．电压表1：量程，内阻未知 D．电压表2：量程，内阻未知 E.滑动变阻器1：阻值范围为，允许通过最大电流2A F.滑动变阻器2：阻值范围为，允许通过最大电流1A G.开关、导线若干 (1)伏安法测电池电动势和内阻的实验，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差，在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。在上述器材中请选择适当的器材，电压表选择_________，滑动变阻器选择____________。（填写器材前的字母） (2)实验电路图应选择图___________（填“甲”或“乙”）。 (3)正确选择电路图后，根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的图像，则于电池的内阻__________（保留三位有效数字），此电路测得的电动势数值___________真实值（填“大于”、“等于”或“小于”）。 2．（2025·安徽淮北·一模）某实验兴趣小组需要测量某型号电池的电动势和内阻，他们用电流表、电压表、滑动变阻器等器材组成如图甲所示电路。 (1)导线a端应连接到______（选填“A”、“B”、“C”或“D”）接线柱上。正确连接后，某次测量中电流表的指针位置如图乙所示，其示数为______A。 (2)由于电表内阻的影响，会使电动势E的测量值______真实值，内阻r的测量值______真实值。（填“大于”、“小于”或“等于”） (3)为了消除电表内阻造成的系统误差，某实验兴趣小组设计了如图丙实验电路进行测量。已知。 实验操作步骤如下： ①将滑动变阻器滑到最左端位置 ②单刀双掷开关S与1接通，闭合开关，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据和的值，断开开关 ③将滑动变阻器滑到最左端位置 ④单刀双掷开关S与2闭合，闭合开关，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据和的值，断开开关 ⑤分别作出两种情况所对应的和图像如图丁，根据图像求得电源电动势______V，内阻______。（结果均保留两位小数） 3．（2025·浙江·一模）在做“测量电池电动势和内阻”实验中 (1)某同学用图1所示的电路，在某次测量中，电压表示数如图2所示，则读数为______V；然后调节电阻，测得多组数据，用图像法求电动势和内阻，由于______（填“电压表”或“电流表”）的读数不是被测量量的真实值，电动势的测量值______（填“大于”“等于”或“小于”）真实值；内阻的测量值______（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 (2)为了消除电表内阻产生的系统误差，该同学重新设计了测量电路如图3所示。其中电源是待测电源，是辅助电源。实验操作如下： ①先闭合、，再调节和，使得闭合时电流表示数不变，读出闭合后两表的示数和； ②重复步骤①，调节和，使得闭合时电流表示数不变（与步骤①的值不同），读出闭合后两表的示数和； ③用测量数据求出______，______。 题型8.1-2 安阻法 4．（2026·浙江·二模）某实验小组为测量一节干电池的电动势和内阻，设计了如图（a）所示电路，所用器材如下：两节干电池、电流传感器、阻值为32欧的定值电阻、电阻箱、开关、导线等。按电路图连接电路，闭合开关S，逐次改变电阻箱的阻值R，用电流传感器测得的电流I。回答下列问题： (1)为了保护电流传感器，在调节电阻箱R的阻值时，应________（填“A”或“B”）。 A．将电阻箱的阻值从大到小调节 B．将电阻箱的阻值从小到大调节 (2)与E、r、R、的关系式为________。 (3)根据实验，作出如图（b）的图像，可得一节干电池的电动势________V，内阻________。（均保留三位有效数字） (4)若考虑电流传感器自身的电阻大小，则本实验干电池电动势的测量结果________（填“偏大”“不变”或“偏小”）。 5．（2025·浙江·一模）某科技小组利用铜片、锌片和橙子制作了橙汁电池，他们用如图1所示的实验电路测量这种电池的电动势 E（约1V）和内阻r。 在如图2所示的玻璃容器中盛有橙汁，在橙汁中相隔一定距离插入铜片和锌片作为电池的正极和负极。电流表的内阻为 ，量程为0~300μA；电阻箱阻值的变化范围为0~9999Ω。 （1）请根据图1电路, 请在图2中完成实物图连线________。 （2）正确连接电路后，调节电阻箱R的阻值，测得相应的电流表读数I。某次实验中，电流表示数如图3 所示，所测电流大小为___________μA。 表1 电阻箱R 和电流表I的各组数据 R/kΩ 9 8 7 6 5 4 3 I/μA 92 102 115 131 152 180 220 U1/V 0.828 0.816 0.805 0.786 0.760 0.720 0.660 U2/V 0.837 0.826 0.817 0.799 0.775 0.738 0.682 （3）根据测得的R、I数据，结合题意可计算出电阻箱两端的电压U1、电阻箱和电流表两端的总电压 U2，各组数据如表1所示。 （4）请选择表1中的合适数据，请作出本实验的 U1-I图像或U2-I图像__________。 （5）根据图像得出该橙汁电池电动势为E=______V，内阻为r=_____kΩ。（计算结果均保留2位有效数字） 6．（2025·河北秦皇岛·模拟预测）物理研究小组用一个电流计测量一节干电池的电动势和内阻。该干电池电动势在之间，内阻在之间。有以下仪器： A、电流计（满偏电流，内阻未知）。 B、电阻箱（）。 C、定值电阻（）。 D、开关。 E、导线若干。 回答下列问题： (1)首先设计了如图（a）所示的电路。闭合开关，将电阻箱的阻值调到时，电流计恰好满偏。将电阻箱的阻值调到时，电流计指针指在如图（b）所示位置，示数为____。由本次测量数据，可计算出电池电动势____。 (2)又设计了图（c）所示的电路测量干电池的内阻。闭合开关，改变电阻箱的阻值，读出对应的电流计的示数。则相关物理量的关系式____。 (3)将实验测量的多组数据在图（d）的坐标系中描出相应的点，并根据所描点作出的图像。结合两个实验电路图的数据，可求出干电池内阻____。 题型8.1-3 伏阻法 7．（2025·广东江门·二模）某同学要用电阻箱和电压表测量某水果电池组的电动势和内阻，考虑到水果电池组的内阻较大，为了提高实验的精度，需要测量电压表的内阻。实验室中恰好有一块零刻度线在中央的双向电压表，该同学便充分利用这块电压表，设计了如图甲所示的实验电路，既能实现对该电压表内阻的测量，又能利用该电压表完成水果电池组的电动势和内阻的测量。实验室提供的器材如下： A．待测水果电池组（总电动势约为3V、总内阻约为500Ω）； B．双向电压表（量程为2V、内阻约为20kΩ）； C．电阻箱（0~99999Ω）； D．滑动变阻器（0~20Ω）； E.滑动变阻器（0~2000Ω）； F.单刀双掷开关及若干导线。 (1)该同学按如图甲所示的电路图连接电路后，首先测量了电压表的内阻。电路中滑动变阻器R1应选用________（填写字母代号“D”或“E”）。 (2)请完善测量电压表内阻的实验步骤： ①将R1的滑片滑至最左侧，将开关S拨向1位置，将电阻箱的阻值调为0； ②调节R1的滑片，使电压表示数达到满偏U； ③保持R1的滑片不动，调节R2，使电压表的示数达到，读出电阻箱的阻值，记为R0，则电压表的内阻RV=________。 (3)经分析，此电压表内阻的测量值________（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 (4)接下来测量水果电池组的电动势和内阻，实验步骤如下： ①将R1的滑片移到最左侧，且不再移动，将电阻箱接入电路的阻值调至最大，开关S拨至2位置； ②调节电阻箱的阻值，使电压表的示数达到某一合适值，记录电压表的示数和电阻箱的阻值； ③重复第②步，记录多组电压表的示数和对应的电阻箱的阻值。 若将电阻箱与电压表并联后的阻值记录为R，作出图像，如图乙所示，其中纵轴截距为，图线的斜率为k，则水果电池组的总电动势为________，总内阻为________。（均用给定符号表示） 8．（2025·安徽安庆·模拟预测）某同学利用如图甲所示的电路测量电源的电动势E和内阻r。提供的器材如下： A．待测电源（电动势约为1.5V，内阻约几欧姆）； B．电压表（量程0~1V，内阻）； C．电压表（量程0~15V，内阻约为50kΩ）； D．电阻箱R（0~99.9Ω）； E.定值电阻； F.开关和导线若干。 (1)为了使测量结果尽量准确，电压表V应选择______（填“B”或“C”）； (2)改变图甲电路中电阻箱的阻值R，读出对应电压表的示数U，多次测量，利用测量数据作出－R图线，如图乙所示。已知图像斜率，并且过点（15，1.20），通过图线可得电源电动势______V，内阻______Ω；（均保留2位有效数字） (3)若将图甲中的电压表当成理想电表，通过图乙计算得到的电源电动势为E'，则E'______E（填“＞”“＜”或“”）。 9．（2025·江苏盐城·三模）某同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E、内阻r和电阻R1的阻值。实验器材有待测电源E（内阻为r）、待测电阻R1、电压表V（量程为1.5V，内阻很大）、电阻箱R（0~999.9Ω）、单刀单掷开关S1、单刀双掷开关S2及导线若干。 (1)先测电阻R1的阻值，请将该同学的操作补充完整。 ①闭合开关S1，将开关S2接a，调节电阻箱R的阻值如图乙所示，读出其示数R0=12.0Ω，对应的电压表示数U1=1.0V； ②保持电阻箱示数不变，____________，读出电压表的示数U2=1.4V； ③则可测得电阻R1=________Ω（计算结果保留两位有效数字）。 (2)该同学继续测电源电动势E和电源内阻r，保持第（1）问中R1的阻值不变，闭合开关S1，将开关S2接a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据绘出了如图丙所示的图线，则电源电动势E=_______V，电源内阻r=______Ω。（计算结果均保留三位有效数字） (3)若电压表影响不可忽略，测量电动势将_______（选填A．“偏大”  B．“不变”或  C．“偏小”）。 题型8.2-1 多用电表的基本操作 10．（2025·浙江嘉兴·一模）小尧同学在实验室练习使用多用电表。 (1)①她将选择开关调到欧姆挡，先用手指捏着红、黑表笔进行欧姆调零（如图甲），然后用手指压着表笔与待测电阻的引脚测量电阻（如图乙），这两步操作_________。 A．甲不合理    B．乙不合理    C．甲、乙都不合理    D．甲、乙都合理 ②已知选择开关在“×10”位置，正确操作情况下指针如图丙所示，待测电阻______； (2)她进一步用如图丁所示实验电路探究充电宝的电动势和内阻，并用两只数字多用电表分别作为电压表和电流表，图中电阻。 ①闭合开关前，应把滑动变阻器的滑片移到最_________端（选填“左”或“右”）； ②图中“数字多用电表1”是_______表（选填“电流”或“电压”）； ③在充电宝电量接近100%时，实验得到了与干电池相似的图像，如图戊所示。由图像可得该充电宝的电动势______，内阻_______（结果均保留三位有效数字）。 ④研究发现充电宝在电量减少的过程中，电动势几乎不变，由此可以推测充电宝内用来储存电能的器件可能是_______； A．电感线圈    B．电容器    C．电池组 11．（2025·四川广安·模拟预测）小明同学练习使用多用电表测电阻。 (1)如图甲所示，请根据下列步骤完成电阻测量： ①旋动________（填“S”或“T”），使指针对准电流的“0”刻线。 ②将K旋转到电阻挡“”的位置。 ③将红、黑表笔短接，旋动_______（填“S”或“T”），使指针对准电阻的_______（填“0”或“∞”）刻线。 ④将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过大。为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按_______的顺序进行操作，再完成读数测量。 A．将K旋转到电阻挡“×100”的位置 B．将K旋转到电阻挡“×1”的位置 C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接 D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表欧姆调零 (2)正确操作后，读数如图乙所示，则阻值为_______Ω。 (3)若欧姆表内用一个新电池（电动势为1.5V，内阻较小），测得该电阻读数为；然后更换另外品牌的新电池（电动势为1.5V，内阻较大）和一个旧电池（电动势约为1.3V，内阻较大），欧姆表调零后测得该电阻读数为，，三次测量值相比，正确的是_______。 A． B． C． D． 题型8.2-2 欧姆档的使用 12．（2026·云南昭通·模拟预测）某兴趣小组为探究欧姆表不同挡位的设计原理，设计如图所示电路，其中为保护电阻，分析以下问题： 实验器材： 表头的满偏电流、内阻 定值电阻 定值电阻 电源（两节干电池）电动势 滑动变阻器 定值电阻 (1)为保护电路，表笔应为___________（选填“红表笔”或“黑表笔”）。 (2)将开关拨到1位置挡位，将红黑表笔___________，调节欧姆调零旋钮，使表头满偏，将待测电阻连接在红黑表笔间，表头指针恰好位于表盘正中央，待测电阻___________。 (3)该兴趣小组分析发现，当表头指针恰好位于表盘正中央时，待测电阻值恰好与欧姆表内阻相等，此时待测电阻称为中值电阻。在不同欧姆挡位下，重复（2）中操作，发现欧姆挡倍率越大，中值电阻越大，由此分析可知，选择开关接到___________（选填“1”或“2”）接线柱时，欧姆挡的倍率较大。 (4)该兴趣小组用自己设计的欧姆表在某一欧姆挡下进行未知电阻测量，但由于选用的电池使用时间过长（其电动势减小，内阻近似不变），则未知电阻的测量值___________（选填“>”或“<”或“=”）真实值。 13．（25-26高三上·广东·期末）某同学为了研究多用电表的改装原理和练习使用欧姆表，设计了如下实验：该同学利用一个满偏电流为，内阻为的电流表改装成倍率可调为“”或“”的欧姆表，其电路原理图如图甲所示。 (1)请根据图甲中的电路原理图，在答题卡上的图乙中连接实物图。（接线柱需连入电路）______ (2)S接1时为“×10”的挡位，当S由接1变成接2进行欧姆调零时，滑动变阻器的滑片P________（填“向上移动”“向下移动”或“不需移动”）。改装完成后，表头均正常欧姆调零，则_________。 (3)更换表盘校准等一系列改装完成后，该同学想快速测量内部电源电动势，他将开关指向“”倍率挡，并完成欧姆调零，然后将欧姆表与一电压表串联，电压表示数为U，欧姆表指针指向表盘刻度，已知该表盘的中间刻度为，则该欧姆表内部电源的电动势________（用字母U、、表示）。 (4)若测量电阻前指针静止在电阻“”刻度线的左侧，该同学忘记进行机械调零，但其余步骤操作符合规范，则用该欧姆表测量定值电阻的测量值________该电阻的真实值（填“大于”“等于”或“小于”）。 题型8.2-3 黑箱问题 14．（2025·陕西西安·模拟预测）(1)某一电学黑箱内可能有电源、电容器、电感线圈、二极管、定值电阻等元件，在接线柱间以如图甲所示的“Z”字形连接（虚线所连的两接线柱间只有一个元件）。为了确定各元件种类，小华同学用多用电表进行了如下实验。若已判定黑箱中无电源，现将选择开关旋至欧姆表“×1”挡，调节好多用电表，分别测量AB、BC、CD间的正向电阻和反向电阻，记录如下表。请在图丙中画出黑箱内的所有元件及其连接方式 A、B 红表笔接A黑表笔接B 红表笔接B黑表笔接A 开始很小，然后变为很大 B、C 红表笔接B黑表笔接C 红表笔接C黑表笔接B 逐渐由大变小，最终稳定在某一值 C、D 红表笔接C黑表笔接D 红表笔接D黑表笔接C 恒定值 (2)甲、乙、丙三位同学协作测定某电池的电动势和内阻的实验。他们设计的电路原理如图1，其中为电阻箱，为保护电阻，阻值，电流表A的内阻。他们改变的阻值，记下多组和电流表示数。甲同学以作纵坐标，以作横坐标，作图处理数据；乙同学以为纵坐标，以为横坐标处理数据，他们在同一张坐标纸上画出的图如图2所示。由图2可知，甲同学绘制的是图线______（填“a”或“b”），由该图线得到的电源电动势为______V，内阻为______Ω。 15．（2025·河北·模拟预测）如图所示，实验中有一黑箱子，黑箱子内可能含有定值电阻、二极管、电容器、电池。黑箱子的四个测量端口分别为A、B、C、D。 某兴趣小组探究黑箱子的内部电路结构。 ①用多用电表的 测量所有接线柱组合均无电压显示，表明黑箱子内无电池。 ②改用多用电表的欧姆挡分别测量各个端口组合，得到测量数据如下表所示： 测量端口 红表笔接左 黑表笔接左 左 右 A B 0.7kΩ A C 2.2kΩ 2.2kΩ A D B C 2.9kΩ B D C D ③在A、B两端口间施加直流电压（20V，内阻可忽略），用多用电表的直流电压挡，测量C、D两端口，发现电表示数为零。然后测量B、D两端口，电表示数也为零。 ④在A、B两端口间施加交流电（20V/50Hz），用多用电表的交流电压挡，测量B、D两端口，电表示数为零，然后测量C、D两端口，电表示数不为零。 (1)将步骤①补充完整__________（选填“欧姆挡”“直流电压挡”或“电流挡”）。 (2)甲、乙两图中画出了黑箱子中的部分电路，可能正确的是_________（选填“甲”或“乙”）。 (3)根据实验推断黑箱子中的电路有可能是 。（填选项标号） A． B． C． D． (4)若黑箱子内电路为第（3）小题所选电路，已知电路中电容器的电容，现将B端和C端接入直流电源（E=20V，内阻忽略不计）。A端和D端用导线短接，如下图所示： 先闭合开关S，当电路稳定后，再断开开关S，则断开开关S后，流过A、D两端口间导线的电荷量为_________C． 1 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $ 实验08 测量电源的电动势和内阻与多用电表的使用 目录 01 析·方法策略 1 02 破·方法攻坚 5 题型8.1-1 伏安法（测量电源的电动势和内阻） 5 题型8.1-2 安阻法（测量电源的电动势和内阻） 10 题型8.1-3 伏阻法（测量电源的电动势和内阻） 15 题型8.2-1 多用电表的基本操作（多用电表的使用） 19 题型8.2-2 欧姆档的使用（多用电表的使用） 22 题型8.2-3 黑箱问题（多用电表的使用） 25 实验8.1：测量电源的电动势和内阻 核心实验原理 闭合电路欧姆定律：E=U+Ir（基本式），变形为 U=-rI+E（线性式，核心用于图像法）。其中 E 为电源电动势，r 为电源内阻，U 为路端电压，I 为干路电流。 一、实验方案 实验方案 电路类型 核心器材 实验方法 核心特点 伏安法（电流表外接） 电压表直接测路端电压，电流表测干路电流 电源、开关、滑动变阻器、电压表、电流表、导线 控制变量法（改变滑动变阻器阻值，测多组 U、I） 操作简单，系统误差源于电压表分流，为误差分析核心考点 伏安法（电流表内接） 电流表测干路电流，电压表测滑动变阻器电压（含电流表分压） 同外接法 控制变量法 考频低，系统误差源于电流表分压，作为外接法对比考点 伏阻法（无电流表） 电压表 + 定值电阻 R₀/ 双电压表（等效替代电流表） 电源、开关、滑动变阻器、电压表、定值电阻 R₀、导线 等效替代法 + 控制变量法 电流表缺失替代方案，高考常考 “双电压表版” 安阻法（无电压表） 电流表 + 定值电阻 R₀/ 双电流表（等效替代电压表） 电源、开关、滑动变阻器、电流表、定值电阻 R₀、导线 等效替代法 + 控制变量法 电压表缺失替代方案，考频低于伏阻法 二、各类方案详细拆解 2.1 伏安法（电流表外接） 项目 具体内容 实验电路特点 电源正极→电流表→滑动变阻器→电源负极；电压表并联在滑动变阻器 + 电流表两端，直接测路端电压 数据处理方法 1. 解析法：测 2 组 U₁I₁、U₂I₂，列方程组得 E=(U₁I₂-U₂I₁)/(I₂-I₁)，r=(U₁-U₂)/(I₂-I₁)2. 图像法（核心）：作 I 为横轴、U 为纵轴的 U-I 图像，纵轴截距为 E，斜率绝对值3. 逐差法：测偶数组数据，分两组列方程组求平均值，减小偶然误差；4. 平均值法：测多组 E、r，分别求算术平均值 系统误差来源 电压表有内阻，存在分流现象（电流表测的I 测≠干路电流I真，I 真 = I 测 + IV） 误差结果（必背） 测得电动势 E测 < E真，测得内阻 r测 < r真（均偏小） 高考常考变式 滑动变阻器改为电阻箱（测 U、I 更精准），电路、数据处理、误差来源均不变 2.2 伏安法（电流表内接） 项目 具体内容 实验电路特点 电源正极→电流表→滑动变阻器→电源负极；电压表仅并联在滑动变阻器两端，不测电流表分压 数据处理方法 与外接法一致，优先采用 U-I 图像法（截距为 E 测，斜率绝对值为 r 测） 系统误差来源 电流表有内阻，存在分压现象（电压表测的U测≠路端电压U真，U真 = U测+ UA） 误差结果（必背） 测得电动势 E测 = E真（截距无误差），测得内阻r测 = r真 + rA（偏大，等于真实内阻 + 电流表内阻） 高考考察角度 与外接法对比误差来源、结果，判断方案精准度（外接法更优，电源内阻小，电压表分流误差更小） 2.3 伏阻法（无电流表） 项目 电压表 +电阻箱R（主流） 实验原理 将 R与电压表并联，I=UV/R（UV为 R两端电压）为干路电流；路端电压 U=UV 数据处理方法 核心：作图像，截距为，斜率绝对值为；解析法测2组数据列方程 系统误差来源 电压表分流 误差结果（必背） E测< E真，r测 < r真（与伏安法外接一致） 2.4 安阻法（无电压表） 项目 具体内容 实验原理 将电阻箱R与电流表串联，U=I₀R（I₀为电流表示数）为路端电压； 干路电流I= I₀ 数据处理方法 核心：作图像，截距为，斜率为，推导求 E、r 系统误差来源 电流表分压 误差结果（必背） E测 = E真，r测 > r真（与伏安法内接一致） 四、误差分析 实验方案 E测与 E真 r测与 r真 核心记忆点 伏安法（外接） 偏小 偏小 电压表分流，电流测小，截距、斜率均偏小 伏安法（内接） 相等 偏大 电流表分压，电压测小，截距不变，斜率偏大 伏阻法（电压表 +变阻箱） 偏小 偏小 同伏安法外接，电压表分流 安阻法（电流表 +变阻箱） 相等 偏大 同伏安法内接，电流表分压 实验8.2：多用电表的使用 实验方案 高考核心考察要点 数据处理方法 误差来源 误差分析 1. 多用电表测直流电压（测路端电压/元件两端电压） 1. 量程选择（根据预估电压选，如3V、15V）；2. 接线规则（红正黑负，并联在被测电路两端，电路可通电）；3. 读数方法（对应量程刻度，选择估读方式）；4. 与电压表的对比使用 根据所选量程确定刻度分度值，直接读取数值（如3V量程，最小分度值0.1V，估读至0.01V） 1. 量程选择过大，分度值偏大，估读误差大；2. 电路通电状态下，多用电表内阻并非无穷大（电压挡内阻远大于被测元件，误差极小）；3. 读数时视线未与刻度盘垂直，视差误差 1. 量程选择偏小会导致指针超偏，偏大会增大偶然误差；2. 电压挡内阻极大，系统误差可忽略，误差主要为偶然误差（读数、视差）； 2. 多用电表测直流电流（测支路/干路电流） 1. 量程选择（根据预估电流选，如100mA、1A）；2. 接线规则（红正黑负，串联在被测电路中，电路可通电）；3. 读数方法（同电压挡，对应量程刻度）；4. 与电流表的对比使用 直接读数法：确定所选电流量程的分度值，直接读取（如100mA量程，分度值1mA，估读至0.1mA） 1. 量程选择不当（过大增大估读误差，过小指针超偏）；2. 串联时接触不良，电路不通；3. 电流挡内阻不为零，接入电路后使总电阻增大，总电流减小；4. 视差误差、读数估读误差 1. 系统误差：因多用电表电流挡有内阻，测量值为接入后的电流，略小于电路原真实电流；2. 偶然误差：量程过大、视差、估读导致，可通过选合适量程、规范读数减小；3. 接线反接为操作错误，非误差 3. 多用电表测定值电阻（欧姆挡，核心高频考点） 1. 欧姆调零（选量程后，红黑表笔短接，调欧姆调零旋钮使指针指0Ω）；2. 量程选择（使指针指刻度盘中央区域，如测几十Ω选×1挡，几百Ω选×10挡）；3. 操作规则（被测电阻必须与电路断开、无并联用电器，手不能接触表笔金属端）；4. 读数与换算（指针读数×量程倍率）；5. 换量程后重新欧姆调零 倍率换算读数法：指针指针对应欧姆刻度×所选倍率（如指针指22，×10挡则电阻为220Ω）； 系统误差：1. 欧姆挡刻度非线性，中央区域刻度密集，误差小，两端误差大；2. 电池老化，电动势E减小，内阻r增大，导致欧姆调零后，测量值偏大； 操作误差：1. 测电路中电阻时未断开电路，电阻与其他元件并联，测量值为并联总电阻，偏小；2. 手接触表笔金属端，人体与电阻并联，测量值偏小；3. 换量程后未重新欧姆调零，直接读数；4. 欧姆调零不彻底，指针未严格指0Ω 1.量程选择核心结论：指针指欧姆刻度中央1/3区域时，误差最小；2. 电池老化：E减小→调零后内阻增大→测量值系统偏大（高考实验题误差分析必考点）；3. 被测电阻未断开手触表笔：并联电阻→测量值系统偏小（高考操作类误差核心）；4. 非线性刻度：同一电阻，量程越大（倍率越高），偶然误差略大（需选合适量程） 4. 多用电表探测电学黑箱（电阻/电源/二极管，综合考点） 1. 黑箱内元件类型判断（电阻：正反测阻值相同；电源：红黑表笔反接，指针偏转方向相反；二极管：正反测阻值差异极大，正向小反向大）；2. 欧姆挡电压挡配合使用（测电源用电压挡，测电阻/二极管用欧姆挡）；3. 元件位置判断（通过不同接线柱间的测量结果，推理元件连接方式）；4. 二极管正负极判断（正向阻值小的一次，红表笔接二极管负极，黑表笔接正极，因欧姆挡黑表笔接内部电源正极） 1. 对比分析法：记录不同接线柱间正反测的阻值/电压数据，对比元件特性判断类型（如阻值正反相同→电阻）；2. 推理法：根据测量数据，结合串并联规律，推理黑箱内元件的连接方式；3. 定值法：确定元件后，测量并计算具体参数（如电阻的阻值、电源的路端电压） 1. 测二极管时，欧姆挡量程选择过大，导致正反阻值差异不明显，判断错误；2. 测黑箱内电源时，误用欧姆挡（易烧坏电表，操作错误）；3. 测电阻时，黑箱内元件并联，测量值偏小，导致推理错误；4. 欧姆挡电池老化，阻值测量误差大，影响判断 1. 二极管判断核心：必须选低倍率欧姆挡（如×1、×10），高倍率挡内阻大，正向电流小，阻值测量偏大，正反差异小；2. 电源判断：若两接线柱间测电压有示数，测电阻指针反向偏转，说明内部有电源（高考常考推理点）；3. 误差主要影响参数计算，对元件类型判断的影响可通过多次测量减小 题型8.1-1 伏安法 1．（2026·湖北襄阳·一模）某同学测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材。 A．待测干电池一节 B．电流表：量程，内阻 C．电压表1：量程，内阻未知 D．电压表2：量程，内阻未知 E.滑动变阻器1：阻值范围为，允许通过最大电流2A F.滑动变阻器2：阻值范围为，允许通过最大电流1A G.开关、导线若干 (1)伏安法测电池电动势和内阻的实验，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差，在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。在上述器材中请选择适当的器材，电压表选择_________，滑动变阻器选择____________。（填写器材前的字母） (2)实验电路图应选择图___________（填“甲”或“乙”）。 (3)正确选择电路图后，根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的图像，则于电池的内阻__________（保留三位有效数字），此电路测得的电动势数值___________真实值（填“大于”、“等于”或“小于”）。 【答案】(1) D E (2)甲 (3) 1.15 等于 【详解】（1）[1]一节干电池电动势约为，因此选量程的电压表，即D； [2]干电池内阻较小，为方便调节，选阻值范围的滑动变阻器，即E。 （2）因为电流表的内阻已知，把它接入干路中，可以准确测出流过电源的干路电流，把它的内阻等效为电源内阻，电压表的示数即可看作路端电压，则应选甲图。 （3）[1]由闭合电路欧姆定律有 结合图像可得 解得 [2]由等效电源法可知电源电动势的测量值等于真实值。 2．（2025·安徽淮北·一模）某实验兴趣小组需要测量某型号电池的电动势和内阻，他们用电流表、电压表、滑动变阻器等器材组成如图甲所示电路。 (1)导线a端应连接到______（选填“A”、“B”、“C”或“D”）接线柱上。正确连接后，某次测量中电流表的指针位置如图乙所示，其示数为______A。 (2)由于电表内阻的影响，会使电动势E的测量值______真实值，内阻r的测量值______真实值。（填“大于”、“小于”或“等于”） (3)为了消除电表内阻造成的系统误差，某实验兴趣小组设计了如图丙实验电路进行测量。已知。 实验操作步骤如下： ①将滑动变阻器滑到最左端位置 ②单刀双掷开关S与1接通，闭合开关，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据和的值，断开开关 ③将滑动变阻器滑到最左端位置 ④单刀双掷开关S与2闭合，闭合开关，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据和的值，断开开关 ⑤分别作出两种情况所对应的和图像如图丁，根据图像求得电源电动势______V，内阻______。（结果均保留两位小数） 【答案】(1) B 0.30 (2) 小于 小于 (3) 1.80 2.00 【详解】（1）[1]由于一节干电池的内阻较小，所以导线a端应连接到“B” [2] 电流表接入量程为0.6A，最小分度值为0.02A，不需要估读到分度值的下一位，由图丙可知电压表读数为 （2）[1][2]由于电压表的分流作用，导致电流表的示数小于真实的干路电流，短路电流（纵截距）不受影响，绘制的图像如下图红色图线所示，根据图像得到的电动势E的测量值小于真实值，内阻r的测量值小于真实值。 （3）[1][2]当单刀双掷开关接1时，电流表示数为零时（断路），电压表测量准确，故电动势为图像的纵轴截距，则有 当单刀双掷开关接2时，电压表示数为零时，电流表测量准确，由图像可知此时电路电流为0.40A，根据闭合电路欧姆定律可知解得内阻为 3．（2025·浙江·一模）在做“测量电池电动势和内阻”实验中 (1)某同学用图1所示的电路，在某次测量中，电压表示数如图2所示，则读数为______V；然后调节电阻，测得多组数据，用图像法求电动势和内阻，由于______（填“电压表”或“电流表”）的读数不是被测量量的真实值，电动势的测量值______（填“大于”“等于”或“小于”）真实值；内阻的测量值______（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 (2)为了消除电表内阻产生的系统误差，该同学重新设计了测量电路如图3所示。其中电源是待测电源，是辅助电源。实验操作如下： ①先闭合、，再调节和，使得闭合时电流表示数不变，读出闭合后两表的示数和； ②重复步骤①，调节和，使得闭合时电流表示数不变（与步骤①的值不同），读出闭合后两表的示数和； ③用测量数据求出______，______。 【答案】(1) 1.40~1.42 电流表 小于 小于 (2) 【详解】（1）[1]由于电池的电动势一般为左右，所以电压表的量程为，电压表读数为； [2]由图1可知，电压表测量的是电路的路端电压，电流表测量的是滑动变阻器支路的电流，小于干路电流，所以电流表的读数不是被测量量的真实值； [3][4]图1接法中，由于电压表的分流作用，电流表的测量值不是通过电源电流的真实值， 结合上图可知， 且有， 所以有。 （2）[1][2]由题意可知，电流表的示数即为通过电源E的电流，开关闭合后，由闭合电路欧姆定律可得， 解得，。 题型8.1-2 安阻法 4．（2026·浙江·二模）某实验小组为测量一节干电池的电动势和内阻，设计了如图（a）所示电路，所用器材如下：两节干电池、电流传感器、阻值为32欧的定值电阻、电阻箱、开关、导线等。按电路图连接电路，闭合开关S，逐次改变电阻箱的阻值R，用电流传感器测得的电流I。回答下列问题： (1)为了保护电流传感器，在调节电阻箱R的阻值时，应________（填“A”或“B”）。 A．将电阻箱的阻值从大到小调节 B．将电阻箱的阻值从小到大调节 (2)与E、r、R、的关系式为________。 (3)根据实验，作出如图（b）的图像，可得一节干电池的电动势________V，内阻________。（均保留三位有效数字） (4)若考虑电流传感器自身的电阻大小，则本实验干电池电动势的测量结果________（填“偏大”“不变”或“偏小”）。 【答案】(1)A (2) (3) 1.43/1.41/1.42/1.44/1.45/1.46/1.47 1.16（1.00~1.50） (4)不变 【详解】（1）为了保护电流传感器，电流应当由小变大，电阻箱的电阻由大调节到小。 故选A。 （2）根据闭合电路欧姆定律 化简可得① （3）由①推导得 结合图（b）有， 解得， 由于存在两节干电池，故一节电池的电动势约为，内阻约为 （4）由关系式可知，电流传感器的内阻对图像的斜率没有影响，因此考虑电流传感器自身的电阻大小后，本实验干电池电动势的测量结果不变。 5．（2025·浙江·一模）某科技小组利用铜片、锌片和橙子制作了橙汁电池，他们用如图1所示的实验电路测量这种电池的电动势 E（约1V）和内阻r。 在如图2所示的玻璃容器中盛有橙汁，在橙汁中相隔一定距离插入铜片和锌片作为电池的正极和负极。电流表的内阻为 ，量程为0~300μA；电阻箱阻值的变化范围为0~9999Ω。 （1）请根据图1电路, 请在图2中完成实物图连线________。 （2）正确连接电路后，调节电阻箱R的阻值，测得相应的电流表读数I。某次实验中，电流表示数如图3 所示，所测电流大小为___________μA。 表1 电阻箱R 和电流表I的各组数据 R/kΩ 9 8 7 6 5 4 3 I/μA 92 102 115 131 152 180 220 U1/V 0.828 0.816 0.805 0.786 0.760 0.720 0.660 U2/V 0.837 0.826 0.817 0.799 0.775 0.738 0.682 （3）根据测得的R、I数据，结合题意可计算出电阻箱两端的电压U1、电阻箱和电流表两端的总电压 U2，各组数据如表1所示。 （4）请选择表1中的合适数据，请作出本实验的 U1-I图像或U2-I图像__________。 （5）根据图像得出该橙汁电池电动势为E=______V，内阻为r=_____kΩ。（计算结果均保留2位有效数字） 【答案】 200 或 0.95/0.93/0.94/0.96/0.97 1.2/1.0/1.1/1.3/1.4 【详解】[1]根据电路图，连接实物的情况如下 [2]由于微安表的分度值为，则其读数为。 [3]描点作图如下 或 [4][5]根据闭合电路的欧姆定律可得 结合图像可知， 6．（2025·河北秦皇岛·模拟预测）物理研究小组用一个电流计测量一节干电池的电动势和内阻。该干电池电动势在之间，内阻在之间。有以下仪器： A、电流计（满偏电流，内阻未知）。 B、电阻箱（）。 C、定值电阻（）。 D、开关。 E、导线若干。 回答下列问题： (1)首先设计了如图（a）所示的电路。闭合开关，将电阻箱的阻值调到时，电流计恰好满偏。将电阻箱的阻值调到时，电流计指针指在如图（b）所示位置，示数为____。由本次测量数据，可计算出电池电动势____。 (2)又设计了图（c）所示的电路测量干电池的内阻。闭合开关，改变电阻箱的阻值，读出对应的电流计的示数。则相关物理量的关系式____。 (3)将实验测量的多组数据在图（d）的坐标系中描出相应的点，并根据所描点作出的图像。结合两个实验电路图的数据，可求出干电池内阻____。 【答案】(1) 20.0 1.5 (2) (3)3 【详解】（1）[1]由图（b）所示表盘可知，其分度值为1mA，示数为20.0mA。 [2]由闭合电路欧姆定律可知 由题意可知， 解得 （2）由图（c）所示电路图可知，电源电动势 整理得 （3）由图示图像可知图像截距，图像的斜率 解得 题型8.1-3 伏阻法 7．（2025·广东江门·二模）某同学要用电阻箱和电压表测量某水果电池组的电动势和内阻，考虑到水果电池组的内阻较大，为了提高实验的精度，需要测量电压表的内阻。实验室中恰好有一块零刻度线在中央的双向电压表，该同学便充分利用这块电压表，设计了如图甲所示的实验电路，既能实现对该电压表内阻的测量，又能利用该电压表完成水果电池组的电动势和内阻的测量。实验室提供的器材如下： A．待测水果电池组（总电动势约为3V、总内阻约为500Ω）； B．双向电压表（量程为2V、内阻约为20kΩ）； C．电阻箱（0~99999Ω）； D．滑动变阻器（0~20Ω）； E.滑动变阻器（0~2000Ω）； F.单刀双掷开关及若干导线。 (1)该同学按如图甲所示的电路图连接电路后，首先测量了电压表的内阻。电路中滑动变阻器R1应选用________（填写字母代号“D”或“E”）。 (2)请完善测量电压表内阻的实验步骤： ①将R1的滑片滑至最左侧，将开关S拨向1位置，将电阻箱的阻值调为0； ②调节R1的滑片，使电压表示数达到满偏U； ③保持R1的滑片不动，调节R2，使电压表的示数达到，读出电阻箱的阻值，记为R0，则电压表的内阻RV=________。 (3)经分析，此电压表内阻的测量值________（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。 (4)接下来测量水果电池组的电动势和内阻，实验步骤如下： ①将R1的滑片移到最左侧，且不再移动，将电阻箱接入电路的阻值调至最大，开关S拨至2位置； ②调节电阻箱的阻值，使电压表的示数达到某一合适值，记录电压表的示数和电阻箱的阻值； ③重复第②步，记录多组电压表的示数和对应的电阻箱的阻值。 若将电阻箱与电压表并联后的阻值记录为R，作出图像，如图乙所示，其中纵轴截距为，图线的斜率为k，则水果电池组的总电动势为________，总内阻为________。（均用给定符号表示） 【答案】(1)D (2)R0 (3)大于 (4) U0 kU0 【详解】（1）本实验利用半偏法测量电压表内阻，所以滑动变阻器应用分压式接法，所以选择阻值较小的D。 （2）本实验中将R1的滑片滑至最左侧，将开关S拨向1位置，将电阻箱的阻值调为0，调节R1的滑片，使电压表示数达到满偏U，保持R1的滑片不动，调节R2，使电压表的示数达到，电阻箱两端的电压为，由于电阻箱与电压表串联，电流相等，所以电压表的内阻等于电阻箱的读数，即。 （3）当电阻箱接入后，回路中总电阻变大，则电阻箱与电压表串联部分的总电压变大，当电压表读数为时，电阻箱两端的实际电压大于，则电阻箱的读数大于电压表的实际阻值，即电压表内阻的测量值大于真实值。 （4）[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得 变形可得 结合图像可得， 所以， 8．（2025·安徽安庆·模拟预测）某同学利用如图甲所示的电路测量电源的电动势E和内阻r。提供的器材如下： A．待测电源（电动势约为1.5V，内阻约几欧姆）； B．电压表（量程0~1V，内阻）； C．电压表（量程0~15V，内阻约为50kΩ）； D．电阻箱R（0~99.9Ω）； E.定值电阻； F.开关和导线若干。 (1)为了使测量结果尽量准确，电压表V应选择______（填“B”或“C”）； (2)改变图甲电路中电阻箱的阻值R，读出对应电压表的示数U，多次测量，利用测量数据作出－R图线，如图乙所示。已知图像斜率，并且过点（15，1.20），通过图线可得电源电动势______V，内阻______Ω；（均保留2位有效数字） (3)若将图甲中的电压表当成理想电表，通过图乙计算得到的电源电动势为E'，则E'______E（填“＞”“＜”或“”）。 【答案】(1)B (2) 1.8 4.3 (3)< 【详解】（1）待测干电池的电动势约为1.5V，故电压表选用B。 （2）[1][2]由闭合电路的欧姆定律可得 化简可得 可知－R图线的斜率 解得 图线过点（15，1.20），代入以上方程，则有 解得 （3）若将图中的电压表当成理想电表，则有 解得 则有 解得 根据上述有 即有 由于，可知。 9．（2025·江苏盐城·三模）某同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E、内阻r和电阻R1的阻值。实验器材有待测电源E（内阻为r）、待测电阻R1、电压表V（量程为1.5V，内阻很大）、电阻箱R（0~999.9Ω）、单刀单掷开关S1、单刀双掷开关S2及导线若干。 (1)先测电阻R1的阻值，请将该同学的操作补充完整。 ①闭合开关S1，将开关S2接a，调节电阻箱R的阻值如图乙所示，读出其示数R0=12.0Ω，对应的电压表示数U1=1.0V； ②保持电阻箱示数不变，____________，读出电压表的示数U2=1.4V； ③则可测得电阻R1=________Ω（计算结果保留两位有效数字）。 (2)该同学继续测电源电动势E和电源内阻r，保持第（1）问中R1的阻值不变，闭合开关S1，将开关S2接a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U，由测得的数据绘出了如图丙所示的图线，则电源电动势E=_______V，电源内阻r=______Ω。（计算结果均保留三位有效数字） (3)若电压表影响不可忽略，测量电动势将_______（选填A．“偏大”  B．“不变”或  C．“偏小”）。 【答案】(1) 将开关S2接b 4.8 (2) 1.43 1.20 (3)C.偏小 【详解】（1）②[1]由题意可知，本实验中没有给出电流表，故应用电压表与电阻箱求电源电动势和内阻。实验中应充分利用电阻R1及串、并联电路的规律得出表达式，为了测出多组数据，应再将S2接b； ③[2]由欧姆定律可知， 电路中电流相等，联立解得 （2）[1][2]根据有可知截距解得E≈1.43V斜率结合已测出R1=4.8Ω，解得r=1.20Ω （3）如果考虑电压表的内阻，根据实验的原理有 变形得考虑电压表的内阻，此时图线的纵轴截距表示，故E测小于E真，即测量的电动势将偏小。故选C.偏小。 题型8.2-1 多用电表的基本操作 10．（2025·浙江嘉兴·一模）小尧同学在实验室练习使用多用电表。 (1)①她将选择开关调到欧姆挡，先用手指捏着红、黑表笔进行欧姆调零（如图甲），然后用手指压着表笔与待测电阻的引脚测量电阻（如图乙），这两步操作_________。 A．甲不合理    B．乙不合理    C．甲、乙都不合理    D．甲、乙都合理 ②已知选择开关在“×10”位置，正确操作情况下指针如图丙所示，待测电阻______； (2)她进一步用如图丁所示实验电路探究充电宝的电动势和内阻，并用两只数字多用电表分别作为电压表和电流表，图中电阻。 ①闭合开关前，应把滑动变阻器的滑片移到最_________端（选填“左”或“右”）； ②图中“数字多用电表1”是_______表（选填“电流”或“电压”）； ③在充电宝电量接近100%时，实验得到了与干电池相似的图像，如图戊所示。由图像可得该充电宝的电动势______，内阻_______（结果均保留三位有效数字）。 ④研究发现充电宝在电量减少的过程中，电动势几乎不变，由此可以推测充电宝内用来储存电能的器件可能是_______； A．电感线圈    B．电容器    C．电池组 【答案】(1) C 160 (2) 右 电压 5.50 0.250 C 【详解】（1）[1] 欧姆调零时，应将红、黑表笔直接短接，手应该捏住绝缘的部分，所以甲操作不合理； 测量电阻时，用手捏表笔会使人体电阻与待测电阻并联，导致测量值偏小，所以乙操作也不合理。 [2] 选择开关在 “×10” 挡位，由图丙可知，欧姆表指针示数为 “16”，则待测电阻。 （2）[1] 闭合开关前，滑动变阻器应调到阻值最大处，由图丁可知，滑片移到最右端时，接入电路的电阻最大。 [2] “数字多用表1”与滑动变阻器、 并联，因此它是电压表。 [3] [4]根据闭合电路欧姆定律 ，在U-I图像，电动势E等于图像的纵轴截距，即E=5.50V；图像斜率的绝对值表示，斜率，已知，则内阻。 [5] 电池组的电动势在电量减少过程中几乎不变（类似干电池），而电感线圈、电容器的储能特性不符合此特点，因此选C。 11．（2025·四川广安·模拟预测）小明同学练习使用多用电表测电阻。 (1)如图甲所示，请根据下列步骤完成电阻测量： ①旋动________（填“S”或“T”），使指针对准电流的“0”刻线。 ②将K旋转到电阻挡“”的位置。 ③将红、黑表笔短接，旋动_______（填“S”或“T”），使指针对准电阻的_______（填“0”或“∞”）刻线。 ④将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过大。为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按_______的顺序进行操作，再完成读数测量。 A．将K旋转到电阻挡“×100”的位置 B．将K旋转到电阻挡“×1”的位置 C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接 D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表欧姆调零 (2)正确操作后，读数如图乙所示，则阻值为_______Ω。 (3)若欧姆表内用一个新电池（电动势为1.5V，内阻较小），测得该电阻读数为；然后更换另外品牌的新电池（电动势为1.5V，内阻较大）和一个旧电池（电动势约为1.3V，内阻较大），欧姆表调零后测得该电阻读数为，，三次测量值相比，正确的是_______。 A． B． C． D． 【答案】(1) S T 0 BDC (2)19.0/19 (3)D 【详解】（1）[1]S为机械调零旋钮，测量前应旋动部件S，使指针指在“0”刻度线； [2][3]欧姆调零时，应旋动部件T，使指针对准电阻的“0刻线”； [4]欧姆表指针偏转角度较大，说明所选挡位太大，应该换小挡位进行测量，应将旋转开关K置于电阻挡“”的位置，然后进行欧姆调零，再测电阻，因此合理的实验步骤是BDC； （2）由题图乙可知，被测电阻为19.0Ω； （3）欧姆表测电阻是通过欧姆表的指针显示待测电阻值的大小的，电路中的电流变小，对应的电阻值变大，即电阻的测量值变大，由欧姆表的结构可知，进行欧姆调零时，根据闭合电路的欧姆定律 当两表笔之间接入待测电阻时，电流 电源的内阻的变化，可以通过调零电阻的阻值的变化来抵消，故测量值 若电池电动势减小了，仍可以欧姆调零，根据闭合电路的欧姆定律 当两表笔之间接入待测电阻时，电流 ，得，则。故选D。 题型8.2-2 欧姆档的使用 12．（2026·云南昭通·模拟预测）某兴趣小组为探究欧姆表不同挡位的设计原理，设计如图所示电路，其中为保护电阻，分析以下问题： 实验器材： 表头的满偏电流、内阻 定值电阻 定值电阻 电源（两节干电池）电动势 滑动变阻器 定值电阻 (1)为保护电路，表笔应为___________（选填“红表笔”或“黑表笔”）。 (2)将开关拨到1位置挡位，将红黑表笔___________，调节欧姆调零旋钮，使表头满偏，将待测电阻连接在红黑表笔间，表头指针恰好位于表盘正中央，待测电阻___________。 (3)该兴趣小组分析发现，当表头指针恰好位于表盘正中央时，待测电阻值恰好与欧姆表内阻相等，此时待测电阻称为中值电阻。在不同欧姆挡位下，重复（2）中操作，发现欧姆挡倍率越大，中值电阻越大，由此分析可知，选择开关接到___________（选填“1”或“2”）接线柱时，欧姆挡的倍率较大。 (4)该兴趣小组用自己设计的欧姆表在某一欧姆挡下进行未知电阻测量，但由于选用的电池使用时间过长（其电动势减小，内阻近似不变），则未知电阻的测量值___________（选填“>”或“<”或“=”）真实值。 【答案】(1)黑表笔 (2) 短接 300 (3)1 (4)> 【详解】（1）由于表笔a与欧姆表内部电源正极相连，故为黑表笔。 （2）[1][2]欧姆表选择倍率后，需要进行欧姆调零，将红黑表笔短接后，调节滑动变阻器使得表头指针满偏，此时欧姆表内部的总电流为，则 此时欧姆表内部电阻 当待测电阻连接在红黑表笔间，表头指针恰好位于表盘正中央，此时 则 （3）由题干可知比较欧姆表倍率大小即比较内阻大小，由欧姆调零得，其中是表头满偏时欧姆表内部的总电流，故当红黑表笔短接后，回路中电流越小，内阻越大，欧姆表倍率越大，故选择开关应接到1位置。 （4）由，电动势偏小，最大电流不变，故欧姆调零过程中内阻偏小；当待测电阻串联至红黑表笔后，回路中电流 可知回路中总电流偏小，故测量值偏大。 13．（25-26高三上·广东·期末）某同学为了研究多用电表的改装原理和练习使用欧姆表，设计了如下实验：该同学利用一个满偏电流为，内阻为的电流表改装成倍率可调为“”或“”的欧姆表，其电路原理图如图甲所示。 (1)请根据图甲中的电路原理图，在答题卡上的图乙中连接实物图。（接线柱需连入电路）______ (2)S接1时为“×10”的挡位，当S由接1变成接2进行欧姆调零时，滑动变阻器的滑片P________（填“向上移动”“向下移动”或“不需移动”）。改装完成后，表头均正常欧姆调零，则_________。 (3)更换表盘校准等一系列改装完成后，该同学想快速测量内部电源电动势，他将开关指向“”倍率挡，并完成欧姆调零，然后将欧姆表与一电压表串联，电压表示数为U，欧姆表指针指向表盘刻度，已知该表盘的中间刻度为，则该欧姆表内部电源的电动势________（用字母U、、表示）。 (4)若测量电阻前指针静止在电阻“”刻度线的左侧，该同学忘记进行机械调零，但其余步骤操作符合规范，则用该欧姆表测量定值电阻的测量值________该电阻的真实值（填“大于”“等于”或“小于”）。 【答案】(1)见解析 (2) 向下移动 9 (3) (4)大于 【详解】（1）实物连线如图 （2）倍率由“”挡位换成“”挡位，流经回路总电流变小，多用电表的内阻需变大，则P应该向下滑动。 多用电表欧姆调零之时，流经“”挡的回路总电流是“”挡位总电流的10倍，故满足以下关系：，则 化简得故 （3）两次指针指得的刻度对应电阻大小分别是100k1和100k2，根据串联关系 所以。 （4）由于忘记机械调零，故测量时进行欧姆表调零，欧姆表的内阻偏小，在测一个电阻时，指针偏左，故测量值大于真实值。 题型8.2-3 黑箱问题 14．（2025·陕西西安·模拟预测）(1)某一电学黑箱内可能有电源、电容器、电感线圈、二极管、定值电阻等元件，在接线柱间以如图甲所示的“Z”字形连接（虚线所连的两接线柱间只有一个元件）。为了确定各元件种类，小华同学用多用电表进行了如下实验。若已判定黑箱中无电源，现将选择开关旋至欧姆表“×1”挡，调节好多用电表，分别测量AB、BC、CD间的正向电阻和反向电阻，记录如下表。请在图丙中画出黑箱内的所有元件及其连接方式 A、B 红表笔接A黑表笔接B 红表笔接B黑表笔接A 开始很小，然后变为很大 B、C 红表笔接B黑表笔接C 红表笔接C黑表笔接B 逐渐由大变小，最终稳定在某一值 C、D 红表笔接C黑表笔接D 红表笔接D黑表笔接C 恒定值 (2)甲、乙、丙三位同学协作测定某电池的电动势和内阻的实验。他们设计的电路原理如图1，其中为电阻箱，为保护电阻，阻值，电流表A的内阻。他们改变的阻值，记下多组和电流表示数。甲同学以作纵坐标，以作横坐标，作图处理数据；乙同学以为纵坐标，以为横坐标处理数据，他们在同一张坐标纸上画出的图如图2所示。由图2可知，甲同学绘制的是图线______（填“a”或“b”），由该图线得到的电源电动势为______V，内阻为______Ω。 【答案】(1) (2) a 1.5 1 【详解】（1）接AB之间时电阻开始很小，然后变为很大，可知AB之间为电容器；接BC之间时电阻逐渐由大变小，最终稳定在某一值，可知BC之间为电感线圈；接CD之间电阻为恒定值，可知CD之间为定值电阻。所以黑箱内的元件及其连接方式如下图 （2）[1]由闭合回路欧姆定律可得 甲图线对应的U、I关系式为 乙图线对应的U、I关系式为 可知乙图线的斜率较小。故甲同学绘制的是图线a。 [2][3]关系式结合图线可得 斜率为 解得 15．（2025·河北·模拟预测）如图所示，实验中有一黑箱子，黑箱子内可能含有定值电阻、二极管、电容器、电池。黑箱子的四个测量端口分别为A、B、C、D。 某兴趣小组探究黑箱子的内部电路结构。 ①用多用电表的 测量所有接线柱组合均无电压显示，表明黑箱子内无电池。 ②改用多用电表的欧姆挡分别测量各个端口组合，得到测量数据如下表所示： 测量端口 红表笔接左 黑表笔接左 左 右 A B 0.7kΩ A C 2.2kΩ 2.2kΩ A D B C 2.9kΩ B D C D ③在A、B两端口间施加直流电压（20V，内阻可忽略），用多用电表的直流电压挡，测量C、D两端口，发现电表示数为零。然后测量B、D两端口，电表示数也为零。 ④在A、B两端口间施加交流电（20V/50Hz），用多用电表的交流电压挡，测量B、D两端口，电表示数为零，然后测量C、D两端口，电表示数不为零。 (1)将步骤①补充完整__________（选填“欧姆挡”“直流电压挡”或“电流挡”）。 (2)甲、乙两图中画出了黑箱子中的部分电路，可能正确的是_________（选填“甲”或“乙”）。 (3)根据实验推断黑箱子中的电路有可能是 。（填选项标号） A． B． C． D． (4)若黑箱子内电路为第（3）小题所选电路，已知电路中电容器的电容，现将B端和C端接入直流电源（E=20V，内阻忽略不计）。A端和D端用导线短接，如下图所示： 先闭合开关S，当电路稳定后，再断开开关S，则断开开关S后，流过A、D两端口间导线的电荷量为_________C． 【答案】(1)直流电压挡 (2)乙 (3)D (4) 【详解】（1）要判断黑箱子内有无电池，用多用电表直流电压挡测量所有接线柱组合，无电压显示则无电池，因为电池提供直流电压。 （2）二极管具有单向导电性，欧姆挡测量时，红表笔接二极管负极、黑表笔接正极时电阻小，反之电阻大。由测量数据可知，红表笔接时，电阻表现为小电阻，所以乙图正确 （3）根据实验表格数据分析可知、接线柱之间有二极管和电阻，、接线柱之间有电阻，、接线柱之间有电容器，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 （4）闭合开关S后，电容器两端的电压为，，， 1 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $