第12章 专题强化8 安阻法和伏阻法测量电池的电动势和内阻-【优学精讲】2025-2026学年高中物理必修第三册教用课件（人教版）

该高中物理专题复习课件聚焦安阻法和伏阻法测量电池电动势与内阻，系统梳理两种方法的实验原理、电路图、数据处理（公式法与图像法）及误差分析，通过对比安阻法（1/I-R图、R-1/I图）与伏阻法（1/U-1/R图）的逻辑关联，构建完整的实验知识网络。 其亮点在于以科学思维为核心，通过图像法（如1/I-R图斜率与截距的物理意义分析）培养模型建构与科学推理能力，结合例题（如水果电池测量）和分层作业（能力强化练、素养提升练）落实科学探究，助力学生深化实验理解，教师可依托资料实现精准复习，提升教学效率。

专题强化8　安阻法和伏阻法测量电池的电动势和内阻 1.理解安阻法测量电池的电动势和内阻的实验原理、电路图，会进行数据处理及误差分析等有关问题。 2.理解伏阻法测量电池的电动势和内阻的实验原理、电路图，会进行数据处理及误差分析等有关问题。 学习目标 01 强化点一 安阻法测量电池的电动势和内阻 02 强化点二 伏阻法测量电池的电动势和内阻 目 录 03 课时作业 01 PART 强化点一 安阻法测量电池的电动势和内阻 目 录 1. 实验电路图，如图所示。 2. 实验器材：电池、电流表、电阻箱、开关、导线。 3. 实验原理及数据处理 （1）原理：改变电阻箱的阻值，测出多组I、R的值，结合E＝IR＋Ir， 利用公式法或图像法可求出E、r的值。 物理·必修第三册 目 录 （2）数据处理 ①公式法：由解多个方程组，求得多个E、r值，分别求出其 平均值。 物理·必修第三册 目 录 a.由E＝I（R＋r）得＝R＋，作出-R图像，如图甲所示。 图线的斜率k＝，纵轴截距为。 ②图像法 物理·必修第三册 目 录 图线的斜率k＝E，纵轴截距为－r。 b.由E＝I（R＋r）得R＝E·－r，作出R-图像，如图乙所示。 4. 误差分析 电流表（RA）的分压引起系统误差，电动势的测量无偏差，内阻的测量值 偏大（r测＝r真＋RA）。 物理·必修第三册 目 录 【例1】　某同学测量干电池组的电动势和内阻。 （1）如图甲所示是该同学正准备接入最后一根导线（图中虚线所示）时 的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处 ⁠ ； ⁠。 开关未断 开 电阻箱阻值为零 解析：在电学实验中，连接电路时应将开关断开，电阻箱的阻值调为最 大，确保实验仪器、仪表的安全。 物理·必修第三册 目 录 （2）实验测得的电阻箱阻值R和理想电流表示数I，以及计算出的数据见 下表： R/Ω 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 I/A 0.15 0.17 0.19 0.22 0.26 /A－1 6.7 5.9 5.3 4.5 3.8 根据表中数据，在图乙方格纸上作出R-关系图像。 由图像可计算出该干电池的电动势为 V（结 果保留3位有效数字）；内阻为 Ω（结果保留2 位有效数字）。 1.37（1.34～1.40均可） 1.2（1.0～1.4均可） 物理·必修第三册 目 录 答案：见解析图　 解析：根据闭合电路欧姆定律得E＝I（R＋ r） 即R＝－r＝E·－r 则R-图像为直线，描点连线后图像如图所 示， 根据图像可知内阻r＝1.2 Ω，图像的斜率为电动势E 在R-图像上取两点（1.2，0.40）、（5，5.60） 则E＝ V＝1.37 V。 物理·必修第三册 目 录 【例2】　（2025·福建厦门期中）某同学利用DIS系统、定值电阻R0、电阻 箱R等实验器材研究一节干电池的内阻，实验装置如图甲所示。测量电池 的内阻的实验时多次改变R的阻值，用电流传感器测得对应的电流值I，在 计算机上显示出如图乙所示的-R的关系图线。 物理·必修第三册 目 录 （1）某次实验电阻箱调节后如图丙所示，则此时电阻箱的读数 为 Ω。 解析：由电阻箱的读数规则可知，此时电阻箱的读数为0×100 Ω＋1×10 Ω＋2×1 Ω＋0×0.1 Ω＝12.0 Ω。 12.0 物理·必修第三册 目 录 （2）电路中定值电阻R0的作用是 ；若定值电阻R0＝1.0 Ω， 令y＝，x＝R，由图乙中实验图线的拟合方程可得，电池电动势E ＝ V，内阻r＝ Ω（结果保留2位有效数字）。 保护电源 1.3 2.0 物理·必修第三册 目 录 解析：为防止滑动变阻器接入电路的阻值为零导致电路电流太大损坏 电源，要在电路中接入保护电阻，因此定值电阻R0在电路中的作用是 保护电源； 由闭合电路欧姆定律有I＝ 整理则有＝R＋ 根据y＝，x＝R及题中-R图线的解析式y＝0.75x＋2.25可得0.75 V－1 ＝，＝2.25 A－1 解得E＝1.3 V，r＝2.0 Ω。 物理·必修第三册 目 录 方法总结 　　本例题通过原理公式＝R＋与题中y＝，x＝R及y-x图线的解析 式y＝0.75x＋2.25对比，利用待定系数法求出E、r。 物理·必修第三册 目 录 02 PART 强化点二 伏阻法测量电池的电动势和内阻 目 录 1. 实验电路图，如图所示。 2. 实验器材：电池、电压表、电阻箱、开关、导线。 3. 实验原理及数据处理 （1）原理：改变电阻箱的阻值，测出多组U、R的值，结合E＝U＋r，利 用公式法或图像法可求出E、r的值。 物理·必修第三册 目 录 （2）数据处理 ①公式法：由解多个方程组，求得多个E、r值，分别求出其 平均值。 ②图像法：由E＝U＋r得＝＋·，作出-图像，如图所示。 图线的斜率k＝，纵轴截距为。 物理·必修第三册 目 录 4. 误差分析 电压表的分流产生系统误差，电动势的测量值、内阻的测量值均偏小。 物理·必修第三册 目 录 【例3】　（2025·广东广州期末）某同学制作“橘子电池”后，设计了如 图a所示的电路测量其电动势E和内阻r。电压传感器可视为理想电压表。 （1）根据图a完成图b实物连线； 答案：见解析图 物理·必修第三册 目 录 解析：根据电路图连接实物图如图所示。 物理·必修第三册 目 录 （2）闭合开关S，多次调节电阻箱，记录电阻箱阻值R和相应的电压传感 器读数U； ①某次实验电阻箱的示数如图c，其电阻大小为 Ω； ②根据实验数据作出的-图像如图d，则“橘子电池”电动势E ＝ V，内阻r＝ kΩ。（结果均保留3位有 效数字） 11 323.5 1.00 3.33（3.30～3.36） 物理·必修第三册 目 录 解析：①根据电阻箱的刻度及挡位可知读数为11 323.5 Ω； ②根据闭合电路欧姆定律有E＝U＋r 变形可得＝＋· 根据题意可知＝1.0 V－1，＝ Ω/V 解得E＝1.00 V，r＝3.33×103 Ω＝3.33 kΩ。 物理·必修第三册 目 录 03 PART 课时作业 目 录 1. （2025·四川绵阳月考）某同学将铜片和锌片插入梨中制成一个“水果 电池”（电动势约为2 V），并利用如图甲所示的实验电路图测量该电池的 电动势E和内阻r。 1 2 3 4 5 6 物理·必修第三册 目 录 （1）请用笔画线代替导线，完成图乙中实物图的连接。 答案：见解析图 解析：电路图如图所示。 1 2 3 4 5 6 物理·必修第三册 目 录 （2）连接好实物图后，将电阻箱调到合适阻值，闭合开关。改变电阻箱 的阻值R，记录电压表对应的示数U，在坐标纸上作出相应的图像。若要得 到一条如图丙所示的直线，则该图像的纵坐标（y）、横坐标（x）分别 为 （填字母）。 A. U与R B. U与 C. 与 解析：根据闭合电路欧姆定律有E＝U＋r，整理可得＝·＋，因此-图像为一条直线，故选C。 C 1 2 3 4 5 6 物理·必修第三册 目 录 （3）根据第（2）问选定的横纵坐标，作出直线图像，其斜率为k，纵轴截 距为b，由此可知该电池的电动势为E＝ 　​　，内阻为r＝ 　​　。（均用 k、b表示） 解析：根据（2）中＝·＋可知＝k，＝b 解得E＝　r＝。 ​ ​ 1 2 3 4 5 6 物理·必修第三册 目 录 （4）若考虑图甲中电压表内阻产生的影响，则电源电动势的测量值 ⁠ （选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 解析：根据等效电源法，可以把电压表与电源看作一个新的电源， 因此得出电源电动势的测量值小于真实值。 小 于 1 2 3 4 5 6 物理·必修第三册 目 录 2. 某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从实验室找到以下器材：一 个满偏电流为100 μA、内阻为2 500 Ω的表头，一个开关，两个电阻箱 （0～999.9 Ω）和若干导线。 （1）由于表头量程偏小，该同学首先需将表头改装成量程为50 mA的电流 表，则应将表头与电阻箱 （选填“串联”或“并联”），并将该 电阻箱阻值调为 Ω。 解析：将表头与一个电阻箱并联，就相当于一个大量程的电流表；根据部分电路欧姆定律，得Ug＝IgRg＝1×10－4 A×2 500 Ω＝0.25 V，并联的电阻rA＝≈5.0 Ω。 并联 5.0 1 2 3 4 5 6 物理·必修第三册 目 录 （2）接着该同学用改装后的电流表对电池的电动势及内阻进行测量，实 验电路如图甲所示，通过改变电阻R测出相应的电流I，且进行相关计算 后，画出IR-I图线，如图乙所示。 根据图线可得电池的电动势E是 V，内阻r是 Ω。 解析：由于E＝IR＋I（r＋rA），根据图线得电池的电动势E＝1.53 V，r＋rA＝7.0 Ω。由（1）可知rA≈5.0 Ω，故电池内阻r＝2.0 Ω。 1.53 2.0 1 2 3 4 5 6 物理·必修第三册 目 录 3. （2025·四川绵阳期末）某实验小组用如图甲所示电路，测量直流电源 的电动势E和内阻r。实验器材有：待测直流电源，定值电阻R0（阻值为6.5 Ω），理想电流表A（量程为0～0.6 A），电阻箱R（阻值范围0～99.9 Ω），开关S，导线若干。 1 2 3 4 5 6 物理·必修第三册 目 录 （1）闭合开关S，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电流 表示数I，根据记录的数据，作出-R图像如图乙所示，由图像可得该电源 的电动势E＝ V，内阻r＝ Ω。（结果均保留2位有效数字） 解析：根据闭合电路欧姆定律得I＝ 解得＝·R＋ 根据图像得＝ V－1，＝2 A－1 解得E＝4.0 V，r＝1.5 Ω。 4.0 1.5 1 2 3 4 5 6 物理·必修第三册 目 录 （2）忽略实验中的偶然误差，用以上实验方法测出的电源电动势E与其真 实值相比 ，电源内阻r的测量值与其真实值相比 。（均选 填“偏大”“偏小”或“相等”） 解析：由上述分析知用以上实验方法测出的电源电动势E等于其真实值；电源内阻的测量值等于电源内阻与电流表内阻之和，由于电流表为理想电流表，内阻为0，则电源内阻r的测量值等于其真实值。 相等 相等 1 2 3 4 5 6 物理·必修第三册 目 录 4. 要测量一电源的电动势E（小于3 V）和内阻r（约1 Ω），现有下列器 材：理想电压表（3 V和15 V两个量程）、电阻箱R（0～999.9 Ω）、定值 电阻R0＝3 Ω、开关和导线。某同学根据所给器材设计了如图甲所示的实验 电路： 1 2 3 4 5 6 物理·必修第三册 目 录 （1）电路中定值电阻R0的作用是 ⁠。 解析：若无R0存在，当R调节到阻值为0时，外电路短路，有烧坏电源的危险，故R0的作用是保护电源，防止短路。 保护电源，防止短路 1 2 3 4 5 6 物理·必修第三册 目 录 （2）请根据图甲所示的电路，在图乙中用笔画线代替导线连接电路。 答案：见解析图 1 2 3 4 5 6 物理·必修第三册 目 录 解析：如图所示，电压表选择3 V量程，开关在干路中。 1 2 3 4 5 6 物理·必修第三册 目 录 （3）该同学调节电阻箱阻值R，读出对应的电压表示数U，得到两组数 据：R1＝2 Ω时，U1＝2.37 V，R2＝4 Ω时，U2＝2.51 V。由这两组数据可 求得电源的电动势E＝ V，内阻r＝ Ω。（结果均保留3位 有效数字） 解析：根据闭合电路欧姆定律知，当电阻箱读数为R1＝2 Ω时，E＝ U1＋r 当电阻箱读数为R2＝4 Ω时，E＝U2＋r 联立以上两式得E≈2.94 V，r≈1.21 Ω。 2.94 1.21 1 2 3 4 5 6 物理·必修第三册 目 录 5. 一实验小组利用图a所示的电路测量一电池的电动势E（约1.5 V）和内 阻r（小于2 Ω）。图中电压表量程为1 V，内阻RV＝380.0 Ω；定值电阻R0 ＝20.0 Ω；电阻箱R最大阻值为999.9 Ω；S为开关。按电路图连接电路。 完成下列填空： 1 2 3 4 5 6 物理·必修第三册 目 录 （1）为保护电压表，闭合开关前，电阻箱接入电路的电阻值可以 选 Ω（填“5.0”或“15.0”）； 15.0 解析：为了避免电压表被烧坏，接通电路时电压表两端的电压不能 比电压表满偏电压大，当电压表满偏时，有＝ 代入数据解得R＋r＝9.5 Ω，故R＞7.5 Ω 因此电阻箱接入电路的电阻值选15.0 Ω。 1 2 3 4 5 6 物理·必修第三册 目 录 （2）闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电压表的相应读数U； （3）根据图a所示电路，用R、R0、RV、E和r表示，得＝ 　·R＋ ⁠； ·R＋ ＋ 解析：由闭合电路欧姆定律可得 E＝U＋（R＋r） 化简可得＝·R＋＋r。 1 2 3 4 5 6 物理·必修第三册 目 录 （4）利用测量数据，作-R图线，如图b所示； （5）通过图b可得E＝ V（保留2位小数），r＝ Ω（保留1 位小数）。 1.55 1.0 1 2 3 4 5 6 物理·必修第三册 目 录 解析：由上面公式可得＝k＝， ＋r＝b＝＋ 由-R图像计算可得k≈0.034 V－1·Ω－1 延长图线，得到图线与纵轴的交点为0.85 V－1，则有0.85 V－1＝＋＋ （V－1） 代入可得E≈1.55 V，r≈1.0 Ω。 1 2 3 4 5 6 物理·必修第三册 目 录 6. 在测定一组干电池的电动势和内阻的实验中，备有下列器材： A. 电流传感器1 B. 电流传感器2 C. 定值电阻R0（3 kΩ） D. 滑动变阻器R（0～20 Ω） E. 开关和导线若干 某同学发现上述器材中没有电压传感器，但给出了两个电流传感器，于是 他设计了如图甲所示的电路来完成实验。 1 2 3 4 5 6 物理·必修第三册 目 录 （1）该同学利用测出的实验数据作出的I1-I2图线（I1为电流传感器1的示 数，I2为电流传感器2的示数，且I1远小于I2）如图乙所示，则由图线可得 被测电池的电动势E＝ V，内阻r＝ Ω。 解析：由闭合电路欧姆定律有E＝U＋Ir，可得I1R0＝E－I2r，则I1＝－I2，即I1与I2间为线性关系，由数学知识可得，k＝－，b＝，由题图乙可知，b＝1.5 mA，k＝－0.5×10－3，解得E＝4.5 V，r＝1.5 Ω。 4.5 1.5 1 2 3 4 5 6 物理·必修第三册 目 录 （2）若将图线的纵轴改为 ，则图线与纵轴交点的物理含义即为被 测电池电动势的大小。 解析：若将图像纵轴改为路端电压，即I1R0，则图线与纵轴交点的物理意义即为被测电源电动势的大小。 I1R0 1 2 3 4 5 6 物理·必修第三册 目 录 $