8.5 实验：测量电池的电动势和内阻 用多用电表测量电学中的物理量 专项训练 -2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 聚焦电动势和内阻测量及多用电表应用，以实验操作、数据处理和误差分析为主线，构建“原理-方法-误差”递进式训练体系，强化科学探究与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |电动势和内阻测量|6题（如1、3、5题）|含电路设计、图像法（U-I、1/I-R）、误差分析|从闭合电路欧姆定律原理，到数据处理（斜率截距法），再到系统误差分析（电压表分流）| |多用电表使用与改装|8题（如2、10、14题）|涉及倍率选择、调零、读数，电表改装（分流电阻计算）|从多用电表基本操作（机械/欧姆调零），到电阻测量，再到电表改装原理（并联分流）|

8.5实验：测量电池的电动势和内阻 用多用电表测量电学中的物理量专项训练 2027届高考物理一轮复习 1．为了测量电池的电动势和内阻，某同学设计了如图甲所示的电路，图中c为金属夹，5个阻值相同的未知电阻，为阻值已知的定值电阻。 (1)该同学首先测量未知电阻的阻值，步骤如下： ①断开，接，夹在0处，闭合，此时电压表示数为； ②断开，闭合，接，将金属夹夹在位置2，闭合，电压表示数仍为；则未知电阻的阻值为____________；（用表示） (2)该同学继续测量电池的电动势和内阻，步骤如下： ①断开，接，闭合； ②将金属夹依次夹在位置编号1、2、3、4、5处，记录对应的电压表示数U； ③作出电压表示数U与位置编号n的关系图像，如图乙所示； ④求出图乙中图线斜率为k，纵轴截距为b，则电池电动势为____________，内阻为____________；（用b、k和表示） (3)该实验中电动势的测量值____________（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值，可能引起该误差的主要原因是____________。 2．某同学要将一量程为10mA的电流表A1改装成量程为400mA的电流表。先将电阻箱R1（0~99.9Ω）与电流表A1并联进行改装，然后选用合适的电源E、滑动变阻器R2、开关S和标准电流表A2对改装后的电表进行校准，设计电路如图甲所示。 (1)电流表A1铭牌标示内阻为39Ω，据此计算R1的阻值应调整为______Ω。 (2)闭合开关后，调节R2的滑片到合适位置，此时标准电流表A2示数如图乙所示，其读数为______A，此时电流表A1的示数为7.8mA，则需要______（填“增大”或“减小”）R1的阻值，以使改装电表的量程符合预期值。 (3)重新调整R1后，该同学继续用改装好的电流表A1测电源的电动势和内阻。实验过程中用两节相同的干电池串联作为电源，为了精确测量电源的电动势和内阻电路设计如图丙所示。测量得到多组电压表示数U和对应干路电流I的实验数据，画出了U-I图像如图丁所示，则每节该型号干电池的电动势E=______V，内阻r=______Ω。（结果均保留三位有效数字） 3．如图甲所示为某同学用DIS测电源电动势和内阻的实验电路图，某次实验电压传感器示数U与电流传感器示数I的关系图像如图乙所示，其函数表达式为。 (1)图甲中定值电阻在电路中的作用是________。 (2)由图乙的图线可得，该电源的电动势________V，内阻________。 (3)根据实验测得的U、I数据，若令，，由计算机拟合得到的图像如图丙所示，则图线最高点A点的纵坐标________W（结果保留3位有效数字）。 4．在测定一节干电池的电动势和内阻的实验时，为防止电流过大而损坏器材，在电路中加了一个保护电阻R0=1Ω，根据如图1所示电路图进行实验。 (1)根据实验测得的5组数据画出的U—I图线如图2所示，则干电池的电动势E＝_____，内阻r＝____。（结果保留3位数字） (2)在本实验中，由于电压表和电流表不是理想电表，干电池内阻的测量值_____。（选填“偏大”或“偏小”） (3)某同学设计了另一种实验方案。利用电阻箱、电流表等实验器材测量电池a的电动势Ea和内阻ra，实验装置如图3所示。调节电阻箱的阻值，测得多组电阻箱阻值R和电流I的数据，得到图4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4中的图线b，由图线可知 A．Ea＞Eb，ra＞rb B．Ea＜Eb，ra＜rb C．Ea＝Eb，ra＜rb D．Ea＜Eb，ra＝rb 5．某实验小组用图甲所示的电路测量西红柿电池的电动势和内阻。所用器材如下：西红柿电池、电阻箱、多用电表挡（阻值为）、开关、导线等。他们用图甲中电路测量西红柿电池的电动势和内阻。 (1)闭合开关前，应先把电阻箱的阻值调到_____（选填“最大”或“最小”）。 (2)某次测量，多用电表指针偏转如图乙所示，其读数为_____mA。 (3)结合多次测量所得数据，画出关系图线，如图丙所示。由图线求得电源的电动势_____，内阻_____。 (4)若某同学误将图甲中的多用电表当成理想电表，结合图丙中的数据计算得到电源的电动势和内阻分别为和，由此产生的相对误差分别为：_______，_______。 6．现在新能源汽车用的电源大多数为锂离子电池串联而成，它的主要优点是单位质量放电量大，寿命长，长时间不使用时电能损耗较少。如图甲所示为某兴趣小组在实验室模拟测量电池组的电动势和内阻的实验电路图。现提供器材如下： A．待测电池组（电动势约为3 V，内阻约为1 Ω） B．电压表（量程0~15 V，内阻约10 kΩ） C．电压表（量程0~3 V，内阻约3 kΩ） D．电阻箱（0~99.9 Ω） E.定值电阻 F.定值电阻 G.开关和导线若干 依据实验电路图和实验室提供的器材，回答下列问题 (1)在闭合开关前，电阻箱应调到__________（填“最大值”“中间值”“最小值”）。 (2)要准确测量电源的电动势和内阻，电压表V应选__________（填“B”或“C”），定值电阻应选__________（填“E”或“F”）。 (3)改变电阻箱的阻值，记录对应电压表的读数，作出的图像如图乙所示，图线与横坐标轴的截距为，与纵坐标轴的截距为，则可得该电池组的电动势为__________V，内阻为__________Ω。（结果均保留两位有效数字） 7．某实验小组设计了如图甲所示的实验电路测量金属丝的电阻率和电源的电动势，实验器材有：待测电源、阻值为的定值电阻、电压表、总阻值为且粗细均匀的金属丝制成的一个半圆形变阻器、可指示滑片转过角度的刻度盘、螺旋测微器、开关、导线若干。回答下列问题 (1)该小组利用螺旋测微器测量半圆形变阻器金属丝的直径，如图乙所示，则读数为_______mm。 (2)若弧形半圆的半径为（如图甲），则金属丝的电阻率_______（用R、d、L表示）。 (3)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，以为纵轴，为横轴，作出图像如图丙所示，若已知，，则电源的电动势为_______。（计算结果保留两位有效数字） (4)若实验中电源电动势的测量值始终偏小，则引起误差的原因可能是_______。 8．某学习小组把热敏电阻置于带有温控的加热装置中，利用图1所示电路研究热敏电阻的温度特性。 (1)闭合开关S，观察到温度改变时电流表示数也随之改变。定量研究热敏电阻的阻值R随温度t变化的规律时，将欧姆表两表笔分别接到热敏电阻两端测量其阻值，这时开关S应________（填“断开”或“闭合”）。 (2)按照正确方法测出不同温度下热敏电阻的阻值。电阻与温度t的关系分别对应图2中曲线。设计电路时，为防止用电器发生故障引起电流异常增大，导致个别电子元件温度过高而损坏，可串联一个热敏电阻抑制电流异常增大，起到过热保护作用。这种热敏电阻与电阻________（填“”或“”）具有相同温度特性。 9．某兴趣小组设计测量电阻阻值的实验方案。 (1)实验小组先用多用电表粗测待测电阻的阻值，选用欧姆挡的“”倍率，正确操作后，测量的结果如图甲所示，则测得待测电阻的阻值为________Ω。 (2)根据实验室的器材，同学们设计了如图乙所示的电路测量电阻的阻值，已知电压表内阻约为2.5 kΩ，电流表内阻约为5 Ω，开始实验前滑动变阻器的滑片P应放置于________（填“”或“”）端，电压表右接线柱应接入________（填“”或“”）点； (3)考虑到电表内阻的影响，同学们又根据实验器材将实验电路进行了改进，改进后的电路如图丙所示。实验开始时，闭合，将分别接和端时，电压表、电流表的读数分别为、和、。则待测电阻阻值________（用、、和表示）。 10．小萌同学练习使用多用电表测量电学量。 (1)利用多用电表“直流100mA挡”测量电流时，指针偏转情况如图甲中I所示，则读数为________mA。 (2)利用多用电表的“欧姆挡”测电阻时，下列说法正确的是_______。 A．若测量时指针偏转过大，则需改用更大的倍率 B．测量时红表笔的电势低于黑表笔的电势 C．改变欧姆表的倍率后，必须重新进行机械调零 (3)在利用多用电表“欧姆挡”测电阻时，小萌同学发现欧姆表的表盘数字模糊不清，她选择欧姆挡“×100”挡，正确进行欧姆调零后将阻值为8000 Ω的定值电阻接入红、黑表笔之间，指针偏转情况如图甲中Ⅱ所示，已知欧姆挡的原理电路图如图乙所示，则欧姆表表盘正中间刻度应标定的数字为________。 (4)如图丙所示，选择多用电表欧姆挡“×1”挡，将红、黑表笔分别与不带电的电容器两电极相连，能观察到指针_______。 A．向右偏转到较大角度后偏角逐渐减小 B．向右偏转到一定角度后保持稳定 11．某学习小组在探究多用电表的使用时，对多用电表可以切换倍率的功能非常感兴趣，经过讨论，他们都不能提出让各方信服的解释。于是，他们找来工具拆解了一只多用电表，经过合作探讨，他们画出能实现倍率切换功能的原理图如下所示。 (1)切换倍率后，________重新进行欧姆调零，________重新进行机械调零。（选填“需要”或者“不需要”） (2)倍率旋钮调节的是________，欧姆调零旋钮调节的是________。（选填“”或者“”） (3)该小组在用此多用电表测量一只1500Ω的定值电阻时发现指针恰好指在表盘正中央，在同倍率下测量另一只定值电阻时发现指针恰好偏转至满偏量程的处，则该定值电阻的阻值为________Ω。 12．如图（a）所示为指针式多用电表，其中 为三个可调节的部件，现用此电表完成以下实验。 (1)使用多用电表前，将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔，先进行机械调零。测电阻时还需要进行___________，具体操作为：先将选择开关置于合适的挡位，再将红、黑表笔短接，调节部件___________（选填“S”、“K”或“T”），使指针指向___________。 (2)完成上述操作后，用“”挡测量电阻的阻值时，发现指针偏转角度较大，为尽可能精确测量，需将选择开关置于___________（选填“挡”或“挡”）。 13．某欧姆表的内部示意图如图甲所示，该表有“”“”两个挡位。现用该表测量一个阻值约为300 Ω的定值电阻。 (1)图甲为________（选填“红”或“黑”）表笔； (2)欧姆表选择“”挡位，选择开关应与________（选填“”或“”）相连； (3)测量时，先将红、黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指在________（选填“电流”或“电阻”）零刻度线； (4)保持欧姆表选择“”挡，测量时指针位置如图乙所示，欧姆表读数为________。 14．某同学练习使用多用电表，多用电表的表盘如图1所示。 (1)使用多用电表前，观察指针是否对齐左端“0”刻度线。若未对齐，则应调节___________（填“机械调零”或“欧姆调零”）旋钮。 (2)将选择开关旋至欧姆挡“”倍率，红、黑表笔分别与某一电阻的两端相接，若指针指在图1中的虚线位置，则选择开关应旋至________（填“”或“”）倍率，然后欧姆调零，再测量，指针指在图1中的实线位置，则________。 (3)图2所示虚线框内为多用电表欧姆挡内部部分结构示意图，和为定值电阻，滑动变阻器为调零电阻，单刀双掷开关接不同位置可以在“×1”倍率和“×10”倍率间切换。当开关K接“1”时对应的是___________（填“”或“”）倍率。 (4)若图2中电源电动势，表头满偏电流，内阻，欧姆表的中值刻度是15.0，则___________（结果保留2位有效数字）。 参考答案 1．(1) (2) (3) ＜ 电压表分流 2．(1)1.0 (2) 0.32 增大 (3) 1.49 2.01 3．(1)保护电源 (2) 2.83 1.03 (3)1.94 4．(1) 1.45 1.50 (2)偏小 (3)D 5．(1)最大 (2)0.149/0.147/0.148 (3) 0.63/0.64/0.65 2325 (4) 12.9%/13.0%/13.1% 6．(1)最大值 (2) C E (3) 2.7 0.70 7．(1)0.700 (2) (3)4.0V (4)电压表分流 8．(1)断开 (2) 9．(1) (2) a c (3) 10．(1)37 (2)B (3)20 (4)A 11．(1) 需要 不需要 (2) (3)750 12．(1) 欧姆调零 右侧零刻度线 (2)挡 13．(1)红 (2) (3)电阻 (4) 14．(1)机械调零 (2) 1300 (3) (4)9.0 学科网（北京）股份有限公司 $