12.3 实验:电池电动势和内阻的测量(培优考点练)物理人教版必修第三册
2026-07-23
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3份
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66页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版必修 第三册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 3. 实验:电池电动势和内阻的测量 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | 电流,电感和电容对交变电流的影响,电容器与电容 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 17.04 MB |
| 发布时间 | 2026-07-23 |
| 更新时间 | 2026-07-23 |
| 作者 | 物理开挂所 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2026-07-23 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58937680.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
练习围绕电池电动势和内阻测量,分题型培优、拓展综合、高考真题、新题追踪四层,覆盖伏安法等四种测量方法,梯度递进,强化科学探究与思维。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|题型培优练|伏安法等单一测量方法|器材选择、数据处理等基础操作,培养实验技能|
|拓展综合练|多方法综合应用|水果电池等实际情境,提升问题解决能力|
|高考真题练|高考考点回顾|误差分析、图像处理,对接测评要求|
|新题追踪练|创新测量方案|新情境电路设计,发展质疑创新素养|
内容正文:
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12.3实验:电池电动势和内阻的测量
么题型培优练
分题型01:伏安法测电源电动势和内阻
1.
【答案】③
1.33
0.28
A
电池内阻过小
将电压表直接并联到滑动变阻器两端
r测=r真+RA
2
【答案】A1
VI
R
A
Ro
2.8
0.83
3
【答案】A
1/8
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UN
4.00
3.00
2.00
1.00
A
0
0.100.200.300.400.500.60
3.00/2.90~3.10
1.3/1.1~×1.4
/题型02:伏阻法测电源电动势和内阻
4
【答案】并联
R
2.9
0.74
0.23
5
【答案】B
1.8
4.3
<
6.
【答案】最大值
C
E
2.7
0.70
2/8
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/题型03:安阻法测电源电动势和内阻
7.
【答案】
右
1.5
0.50
1-R
b
k
8.
【答案】1
1.43
0.65
等于
等于
9.
【答案】3.80/3.78~3.82均可
R3
1.8
318
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/题型04:安安法测电源电动势和内阻
10.
【答案】乙
9000
1.20×104
11.
【答案】5
5.9
0.75
能
12.
【答案】0.26
(I1-I2)Ro
12
4.9
b(r+R)
k(r1+R1)-r2
公拓展综合练
13.
R
【答案】
3.7
0.22
偏小
偏小
4/8
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14
【答案】0.25~0.27
锌片
铜片
丙
最大
1.0V
2.0k2
用图乙所示电路进行测量时,由于微安表的分压,U=R并不是路端电压,而只是R两端的电压,这
样测得的内阻实际是R4+「,即微安表的内阻与电源内阻之和,总是比电源内阻的真实值大。
15.
【答案】7000
左
9.3
2.7
16.
电阻箱R
【答案】
5/8
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1-R0
Q
偏小
偏小
公高考真题练
17.
【答案】(1)
1.0
I(r+Ra】
1.401.0
(2)D
【
故选D。
18
【答案】(1)R1
3.00f
2.00
1.00
(2)
00.100,200.300.400.500.607
(3
2.90
2.00
(4)
小于
r克+RoR-Ro
r真+R,+Rv
19.
【答案】(1)保护
R Ro+r
②*E
(3)
1.47
1.3
(4)有
20.
【答案】(1)甲
6/8
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个UV
1.5
1.4
1.3
1.2
1.1
(2)
0.10.2
0.3
0.40.57A
1.44/1.45/1.43
0.65/0.66/0.64
21.
A
【答案】(1)
A
E
4.0
(2)
3.6
73
公新题追踪练
22.
【答案】B
1.1
2.31
16.0
大于
23.(
【答案】串
R
NIo
7/8
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k
b
小于
24
【答案】0.93
1.0
10
增大
25.
【答案】E'=E,'=r+RA。理由:电源电动势是电源本身具有的属性,电流表不具有产生电动势
的本领,所以等效电源的电动势仍然为E'=E;电流表的内阻和电源内阻作为等效电源的内阻
C
A
乙
8/8
12.3 实验:电池电动势和内阻的测量
————————————⏩目录⏪————————————
✍题型培优练 1
✏题型01:伏安法测电源电动势和内阻 1
✏题型02:伏阻法测电源电动势和内阻 4
✏题型03:安阻法测电源电动势和内阻 7
✏题型04:安安法测电源电动势和内阻 9
✍拓展综合练 11
✍高考真题练 14
✍新题追踪练 18
✍题型培优练
✏题型01:伏安法测电源电动势和内阻
1.(2026·广东省·月考试卷)某同学利用如图所示的电路“测量电源的电动势和内阻”。已知待测干电池的电动势约,内阻约。除待测电池、开关、导线外,还有下列器材可供选用:
电流表:量程,内阻为
电压表:量程,内阻约
滑动变阻器:,额定电流
滑动变阻器:,额定电流
为了调节方便,测量结果尽量准确,实验中滑动变阻器应选用 填写仪器前的序号。
经过多次测量并记录对应的电流表示数和电压表示数,利用数据在软件中绘制图像,拟合得出电压和电流之间满足关系:,由此得出电池的电动势 ;内阻 。
利用上述方案进行实验时,测量存在系统误差。下列说法正确的是 。
A.因为电压表的分流作用,电动势的测量值小于真实值
B.因为电流表的分压作用,电动势的测量值大于真实值
C.因为电压表的分压作用,电动势的测量值小于真实值
D.因为电流表的分流作用,电动势的测量值大于真实值
该同学实验中发现,在保证所有器材安全的情况下,调节滑动变阻器的滑片时,电压表示数的变化量不到,出现这一现象的原因可能是 ;由于过小,实验时采集数据较为不便。在不改变已选实验器材的基础上,设计使电压表示数变化更为明显的方案 ,并说明该方案电池内阻的测量值与真实值的关系 。
2.(2025·湖北省黄冈市·其他类型)某实验小组选用以下器材,设计了如图所示电路图,测量一电池组的电动势和内阻电动势约为,内阻约为
电流表,内阻约
电流表,内阻约
电压表,内阻约
电压表,内阻约
滑动变阻器,额定电流为
定值电阻阻值为
开关、导线若干
为保证测量结果尽量准确,实验中,电流表应选用 ,电压表应选用 ;选填器材符号
按图连接电路,实验中调节滑动变阻器,发现电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显,主要原因是 ;
A.电压表内阻太大 电压表内阻太小 待测电池内阻太小
仍使用所选实验器材,重新设计实验电路图,解决中出现的问题。请将电路图画在虚线框中,并标注各元件的符号 。
按新设计的电路图重做实验,得到了多组电压表读数和对应的电流表读数,并作出图像,如图所示。根据图像可得电池组的电动势为 ,内阻为 。结果均保留位有效数字
3.(2026·云南省·单元测试)某同学采用如图所示的实验装置测量两节干电池的电动势和内阻,其中为滑动变阻器,为电阻箱。将电阻箱阻值调节为,多次改变滑动变阻器的阻值,读取多组电压表和电流表的示数,记录在表格中。
图
现有两节待测干电池、电压表量程,内阻约、电流表量程,内阻约、电阻箱、开关、导线若干,还有以下两种规格的滑动变阻器:
A.最大阻值,额定电流最大阻值,额定电流
为了方便调节,选用滑动变阻器 填“”或“”。
表格中的数据点已描在图的坐标纸上,请连接数据点作出图线 。
图
根据图线得出该两节干电池的电动势 保留三位有效数字,内阻 保留两位有效数字。
✏题型02:伏阻法测电源电动势和内阻
4.(2026·云南省·期中考试)某物理兴趣小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻,要求测量结果尽量准确。
A.待测电池组电动势约为,内阻约为;
B.电压表量程,内阻约;
C.电流表量程,内阻;
D.定值电阻阻值;
E.定值电阻阻值;
F.滑动变阻器,允许最大电流为;
G.开关一只,导线若干。
实验小组设计的电路如图甲所示,虚线框内是将电流表改装成量程为的电流表,需要 选填“串联”或“并联”一个定值电阻 选填“”或“”。
实验中测得表示数和表示数的多组数据,作出的图线如图乙所示,则该电池组的电动势 ,内阻 。结果保留两位有效数字
将另一个电动势为,内阻为的旧电池与一个小灯泡按图丙的方式连接成电路。图丁是小灯泡的电压和电流关系图像,试估算此电路中小灯泡工作时的实际功率是 。结果保留两位有效数字
5.(2026·湖北省·同步练习)某同学利用如图甲所示的电路测量电源的电动势和内阻。提供的器材如下:
A.待测电源电动势约为,内阻约几欧姆
B.电压表量程,内阻
C.电压表量程,内阻约为
D.电阻箱
E.定值电阻
F.开关和导线若干。
为了使测量结果尽量准确,电压表应选择 填“”或“”。
改变图甲电路中电阻箱的阻值,读出对应电压表的示数,多次测量,利用测量数据作出图线,如图乙所示。已知图像斜率,并且过点,通过图线可得电源电动势 ,内阻 均保留位有效数字
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,则 填“”“”或“”。
6.(2026·湖北省·同步练习)如图甲所示为某兴趣小组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,内阻约为
B.电压表量程,内阻约
C.电压表量程,内阻约
D.电阻箱
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:
在闭合开关前,电阻箱应调到 填“最大值”“中间值”或“最小值”。
要准确测量电源的电动势和内阻,电压表应选 填“”或“”,定值电阻应选 填“”或“”。
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 ,内阻为 。结果均保留位有效数字
✏题型03:安阻法测电源电动势和内阻
7.(2025·河南省·期末考试)某实验小组要测量一节干电池的电动势和内阻,实验室提供的器材有:干电池一节;电压表,内阻约;电流表,内阻;滑动变阻器;开关一个,导线若干。
请将图中的实验电路连接完整,要求测量结果尽量准确 。
闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最 填“左”或“右”端;闭合开关后,多次调节滑动变阻器,测得多组电压表和电流表的示数、,作图像如图所示,根据图像可知电池的电动势 ,内阻 。结果均保留位有效数字
若再次实验时发现电压表损坏,小组成员找到一个电阻箱最大阻值,根据现有器材,设计了一个测电源电动势和内阻的实验电路,电路图如图所示。根据多组电流表示数和电阻箱读数,为得到线性图像,应作 填“”或“”图像,若图像的斜率为,纵截距为,则电池的电动势 ,内阻 。结果均用题中所给字母表示
8.(2026·内蒙古自治区·期末考试)某实验小组要测量未知电源的电动势和内阻,设计了如图甲所示的测量电路。可供选择的器材有:
待测电源电动势约为,内阻约为
电阻箱阻值范围,
电流表量程,内阻等于
定值电阻
开关,导线若干。
电路中将电流表改装成量程为的电流表,则定值电阻的阻值
闭合开关,改变电阻箱的阻值,记录电阻箱的阻值及对应的电流表示数,作图像如图乙所示,则电池的电动势 ,电池的内阻 结果均保留到小数点后两位
实验测得的电动势 填“大于”“小于”或“等于”真实值,实验测得的电池内阻 填“大于”“小于”或“等于”真实值。
9.(2025·云南省普洱市·模拟题)某实验小组测量“水果电池”的电动势和内阻。
某同学先用多用电表粗测该水果电池的电动势,他把多用电表的选择开关旋转至直流电压挡,正确测量时表盘指针如图甲,读数为 。
为了更准确地测量电动势和内阻,他们在实验室找到了下列器材:
A.电流表量程为,内阻为
B.电阻箱
C.定值电阻
D.定值电阻
E.定值电阻
F.开关、导线若干
由于没有电压表,同学们需要把电流表改装成量程为的电压表,则需要把电流表与定值电阻 选填“”“”或“”串联,改装成电压表
同学们根据器材设计了如图乙所示测量电路,正确连好电路。实验中通过调节电阻箱的阻值,记录电阻箱的阻值及相应电流表的示数,某次实验时电流表的指针指示的电流值为,则此时水果电池的输出电压为 测得多组数据,作出图像,如图丙,不考虑电压表支路分流的影响,则该水果电池的电动势为 ,内阻 。
✏题型04:安安法测电源电动势和内阻
10.(2026·天津市·单元测试)某实验小组要测量一节干电池的电动势和内阻。实验室仅能提供如下器材:
A.待测干电池
B.电流表:量程,内阻约为
C.电流表:量程,内阻为
D.滑动变阻器:阻值范围,额定电流
E.电阻箱:阻值范围,额定电流
F.开关、导线若干
小组根据给定的器材设计了两种测量电路图,其中较为合理的电路图为 选填“甲”或“乙”;
将电流表和电阻箱串联,改装成一个量程为的电压表,电阻箱的阻值应调到 ;
如图丙表盘示数所示,请读出数据 。
11.(2026·山东省青岛市·模拟题)某实验小组为测量电流表内阻和蓄电池的电动势及内阻,设计了如图甲所示电路,所用器材如下:
电流表量程,内阻未知;电流表量程,内阻约;
定值电阻;定值电阻;
电阻箱阻值;蓄电池电动势约为,内阻约;
开关两个和导线若干。
调节电阻箱到最大阻值,断开,闭合。逐次减小电阻箱的电阻,观察并记录电流表和示数及电阻箱的读数,某同学发现两表指针偏转角度总是相同,则的内阻为 ;
闭合开关。重新测量并记录了多组电流表读数与电阻箱阻值,并作出图像如图乙,则电源的电动势为 ,内阻为 结果均保留位有效数字;
测出电源电动势和内阻后,该同学根据闭合前记录的数据,作出电流表的电流的倒数与电阻箱电阻的图像图像,则该同学 填“能”或“不能”计算出电流表的内阻。
12.(2024·河南省安阳市·期末考试)某同学根据实验室提供的器材组成如图所示电路,测电源电动势和内阻并同时测量电流表的内阻。所用器材:电源为两节干电池,电流表量程,内阻,电流表量程,电阻箱,滑动变阻器,开关和单刀双掷开关、,导线若干。
实验时,先将接,接,滑动变阻器接入电路的电阻调到最大,闭合开关,调节、,使电流表、的指针偏转均较大,若这时示数为、电流表的示数如图所示,则电流表的示数为 若这时电阻箱接入电路的电阻为,则电流表的内阻 用、、表示。
将开关接,开关接,将电流表改装成量程为的电压表,则电阻箱接入电路的电阻 多次调节滑动变阻器,测得多组电流表、的示数、,作图像,得到图像与纵轴的截距为,图像斜率的绝对值为,则得到电源的电动势 ,内阻 后两空用、、、、中的符号表示。
✍拓展综合练
13.(2026·安徽省·同步练习)某物理实验小组要测量一个手机锂电池的电动势和内电阻。已了解到该款锂电池在充电量为时的电动势为左右,于是利用一个电阻箱和一个的定值电阻以及一个电压表设计了如图甲所示的实验电路图。
按照图甲所示的实验电路图,将图乙中的实物连接起来组成实验电路。
通过调节电阻箱的阻值,可以读出电压表示数以及电阻箱接入电路的阻值,重复操作可以得到多组电压表的示数以及对应电阻箱的阻值,以为纵轴,为横轴,作出的关系图线为一直线,如图丙所示。由图线可求得该手机锂电池的电动势 ,内阻 。均保留位有效数字
实验操作结束后,该实验小组考虑到电压表的内阻对电路的影响,进行了误差分析:该电池电动势的测量值与真实值相比 ,内阻的测量值与真实值相比 。均填“偏大”“偏小”或“相等”
14.(2026·江苏省盐城市·其他类型)某组同学利用铜片、锌片和苹果制作了水果电池, 并测量这种电池的电动势和内阻。
用量程“”的电压表粗测水果电池的电压,指针偏转如图甲所示,读数为
该组同学又用微安表和一个电阻箱, 设计了如图乙的电路图。请按电路图完善实物电路的连接
闭合开关前,电阻箱接入电路阻值应为 选填“最大”、“最小”
实验中,测得多组、的值,并作出图像,如图丁所示。由此可得水果电池的电动势 ,内阻
用图乙所示电路进行实验可能存在的问题 。
15.(2026·吉林省长春市·期末考试)无线话筒内有一块刚启用的如图甲所示的方形电池,标称电动势为,某同学想要测量该电池实际的电动势和内阻,实验室提供了以下器材:
A.待测方形电池;
B.电压表量程为,内阻为;
C.电流表量程为,内阻为;
D.滑动变阻器阻值范围为;
E.电阻箱阻值范围为;
F.开关、导线若干。
该同学根据现有的实验器材,设计了如图乙所示的电路图,实验需要把电压表量程扩大为,则电阻箱的阻值应调整为 。
将的滑片移到最 填“左”或“右”端,闭合开关,移动的滑片,测出多组、数据,并作出图线如图丙所示,由此可得,该电池的电动势 ,内阻 。后两空结果均保留一位小数
16.(2026·河南省许昌市·期中考试)在测定两节干电池电动势和内阻的实验中,某同学用到的器材有一个电压表、一个电阻箱、一个定值电阻、一个开关、两节干电池、若干导线,其实验实物图如图甲所示。
改变电阻箱的阻值,用图甲中的电压表测出多组电阻箱两端的电压。实物图甲中已连接好部分电路,请按照实验要求将剩余部分电路连接好 。
在坐标纸上作出与的关系图线如图乙所示,结合图线计算出两节干电池的电动势 ,内阻 。结果用、和表示
若考虑电压表并非理想电压表,则电动势的测量值与真实值相比 ;内阻的测量值与真实值相比 。选填“偏大”“相等”或“偏小”
另一位同学将图甲电压表的导线改接在的、端,改变电阻箱的阻值,测出多组电压表的数据,若用图像法测算电源的电动势和内阻,为了使得到的图线是一条直线,则该同学应描绘 。
A.图 .图 .图 .图
✍高考真题练
17.(2024·甘肃·高考真题)精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响。可用器材有:电压表(量程1.5V,内阻约为)、电流表(量程0.6A)、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。某小组开展了以下实验。
(1)考虑电流表内阻影响
①用图1所示电路测量电流表的内阻。从图2电压表和电流表读数可得电流表内阻______(保留2位有效数字)。
②用图3所示电路测量干电池电动势和内阻。电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用U、I、r和表示。则干电池电动势______(用I、r和表示)。
③调节滑动变阻器测得多组电表读数,作出图4所示的图像。则待测干电池电动势______V(保留3位有效数字)、内阻______(保留1位小数)。
(2)考虑电压表内阻影响
该小组也尝试用图5所示电路测量电压表内阻,但发现实验无法完成。原因是______(单选,填正确答案标号)。
A.电路设计会损坏仪器 B.滑动变阻器接法错误
C.电压太大无法读数 D.电流太小无法读数
18.(2025·海南·高考真题)某小组测量电动势和内阻,可供使用的器材有:
电源(电动势约为3V,内阻未知)
电压表(量程0~3V,内阻RV约为3kΩ)
电流表(量程0~0.6A,内阻RA约为1Ω)
定值电阻
滑动变阻器(最大阻值)
滑动变阻器(最大阻值)
开关S
导线若干
该小组设计了如图(a)的实验电路:
回答下列问题:
(1)为了测量精确,滑动变阻器应选择_____(选填“”或“”)。
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,记录电压表示数U和对应的电流表示数I如下表,根据表格的数据在图(b)的坐标纸上补完数据点,并绘制U-I图像_____。
1.00
1.30
1.70
2.00
2.50
0.38
0.32
0.24
0.18
0.08
(3)由U-I图像可求得电源电动势测量值_____V,内阻测量值_____Ω(结果均保留三位有效数字)。
(4)考虑电压表分流引起的误差,则 _____;(选填“大于”、 “小于”或“等于”);与真实值之间的关系式为_____(用,,,表示 )。
19.(2025·湖北·高考真题)某实验小组为测量一节干电池的电动势E和内阻r,设计了如图(a)所示电路,所用器材如下:干电池、智能手机、电流传感器、定值电阻R0、电阻箱、开关、导线等。按电路图连接电路,将智能手机与电流传感器通过蓝牙无线连接,闭合开关S,逐次改变电阻箱的阻值R,用智能手机记录对应的电流传感器测得的电流I。回答下列问题:
(1)R0在电路中起______(填“保护”或“分流”)作用。
(2)与E、r、R、R0的关系式为______。
(3)根据记录数据作出图像,如图(b)所示。已知R0=9.0Ω,可得E=______V(保留三位有效数字),r=______Ω(保留两位有效数字)
(4)电流传感器的电阻对本实验干电池内阻的测量结果______(填“有”或“无”)影响。
20.(2025·浙江·高考真题)在测量一节干电池的电动势和内阻的实验中,
(1)为了减小测量误差,如图所示的电路中应该选择的是___________(选填“甲”或“乙”);
(2)通过调节滑动变阻器,测得多组U、I数据,记录于下表。试在答题纸上的方格纸中建立合适的标度,描点并作出图像___________,由此求得电动势___________V,内阻___________。(结果均保留到小数点后两位)
次数
1
2
3
4
5
U/V
1.35
1.30
1.25
1.20
1.15
I/A
0.14
0.22
0.30
0.37
0.45
21.(2026·云南·高考真题)某同学购买的蓝牙耳机电池上标有“”字样,为了测量该电池电动势和实际容量,该同学进行了如下实验:
(1)测量电池的电动势,可供选择的器材如下:
待测电池E、电流表(,内阻较小)、电流表(,内阻较小)、电阻箱、开关S和导线若干。
完成下列填空:
①该电池允许的最大放电电流为,电流表应选_____________(填“”或“”);
②请根据上述器材设计实验电路,并在答题卡上指定位置补全电路图;___________
③按照②中正确电路图连接电路,闭合开关S,记录电流表示数I及电阻箱阻值;断开开关S,改变。重复以上步骤,得到和的关系如图(a)所示,由图可得电池电动势_____________V(结果保留2位有效数字)。
(2)该同学设计出测量电池容量的电路,如图(b)甲所示。完成下列填空:
①电路连接完毕,闭合开关S,每隔一段时间记录电压表、电流表的示数U和I,得到U和I随时间t变化的图像分别如图(b)乙、丙所示;
②由图(b)乙、丙可知,随着电池持续放电,输出电压和电流均持续减小。当时,电池输出电压为_____________V,随后电池输出电压和电流开始迅速衰减,电池无法正常工作。电池处于正常工作状态可以放出的总电量称为实际容量,由测量结果可估算出该电池的实际容量为_____________(以上结果均保留2位有效数字)。
✍新题追踪练
22.(2026·湖北省·同步练习)某实验小组自制了一个化学电池,想通过实验的方法测出该电池的电动势和内阻。实验器材如下:待测化学电池、毫安表量程为,内阻约、电阻箱、电阻箱、开关、开关和导线若干。该实验小组设计的电路图如图甲所示。
为了较准确地测出化学电池的内阻,该实验小组打算先测出毫安表的内阻,则电阻箱应选 填“”或“”。断开开关和,将调到最大闭合开关,调节使毫安表的示数为再闭合开关,调节使毫安表的示数为,此时,则可以认为毫安表的内阻 。
断开开关,调节电阻箱的阻值为,记录多组和对应的毫安表的示数,作出如图乙所示的图像,由图像可知化学电池的电动势为 保留位小数,内阻为 保留位小数考虑到步骤中测毫安表内阻的误差,该电池内阻的测量值 填“大于”“等于”或“小于”电池内阻的真实值。
23.(2026·河南省·同步练习)某同学为了精确测量一节干电池的电动势和内阻,设计了如图所示的电路。
实验室为其提供的实验器材如下:
电压表量程为,内阻
定值电阻
定值电阻
电阻箱
开关和导线若干。
回答下列问题:
由于电压表的量程较小,需将电压表改装成量程为的电压表,需 选填“串”或“并”联一定值电阻,该定值电阻应选择 。
实验时,将开关闭合,调节电阻箱的阻值,记录多组电压表的示数以及对应的电阻箱的阻值,然后根据记录的数据描绘出的图像,如图所示。已知描绘图像时忽略了电压表的分流作用,若该图像的纵截距为,斜率为,则电源的电动势 ,电源的内阻 。
如果不能忽略电压表的分流作用,则中获得的电源内阻的测量值 选填“大于”“等于”或“小于”真实值。
24.(2026·安徽省·同步练习)某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的橙子制作了橙汁电池,他们利用下列器材测量这种电池的电动势和内阻,测量电路的电路图如图甲所示。
所用器材有:
一个电源电动势约、内阻约,由盛有橙汁的玻璃器皿、铜片和锌片组成;
一只微安表内阻为,量程为;
一个电阻箱阻值为;
一个开关,导线若干。
连接电路后,通过多次测量得到电阻箱和电流表的各组数据,利用数据作出图线如图乙实线所示;
根据图线可得 , 结果均保留位有效数字;
若将电路图中的微安表当成理想电表,得到的电源内阻为,由此产生的误差为 结果保留位有效数字;
将该橙汁电池静置一段时间后,再次测量获得数据画出图线如图乙中虚线所示,可知该电池的内阻 填“增大”“减小”或“不变”。
25.(2026·河北省沧州市·模拟题)用图所示的甲、乙两种方法测量某电源的电动势和内电阻约为。其中为电阻箱,电流表的内电阻约为,电压表的内电阻约为。
利用图中甲图实验电路测电源的电动势和内电阻,所测量的实际是图中虚线框所示“等效电源”的电动势和内电阻若电流表内电阻用表示,请你用、和表示出、,并简要说明理由。
某同学利用图象分析甲、乙两种方法中由电表内电阻引起的实验误差。在图中,实线是根据实验数据图甲:,图乙:描点作图得到的图象;虚线是该电源的路端电压随电流变化的图象没有电表内电阻影响的理想情况。在图中,对应图甲电路分析的图象是: :对应图乙电路分析的图象是: 。
综合上述分析,为了减小由电表内电阻引起的实验误差,本实验应选择图中的 填“甲”或“乙”。
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12.3 实验:电池电动势和内阻的测量
————————————⏩目录⏪————————————
✍题型培优练 1
✏题型01:伏安法测电源电动势和内阻 1
✏题型02:伏阻法测电源电动势和内阻 6
✏题型03:安阻法测电源电动势和内阻 10
✏题型04:安安法测电源电动势和内阻 15
✍拓展综合练 19
✍高考真题练 24
✍新题追踪练 32
✍题型培优练
✏题型01:伏安法测电源电动势和内阻
1.(2026·广东省·月考试卷)某同学利用如图所示的电路“测量电源的电动势和内阻”。已知待测干电池的电动势约,内阻约。除待测电池、开关、导线外,还有下列器材可供选用:
电流表:量程,内阻为
电压表:量程,内阻约
滑动变阻器:,额定电流
滑动变阻器:,额定电流
为了调节方便,测量结果尽量准确,实验中滑动变阻器应选用 填写仪器前的序号。
经过多次测量并记录对应的电流表示数和电压表示数,利用数据在软件中绘制图像,拟合得出电压和电流之间满足关系:,由此得出电池的电动势 ;内阻 。
利用上述方案进行实验时,测量存在系统误差。下列说法正确的是 。
A.因为电压表的分流作用,电动势的测量值小于真实值
B.因为电流表的分压作用,电动势的测量值大于真实值
C.因为电压表的分压作用,电动势的测量值小于真实值
D.因为电流表的分流作用,电动势的测量值大于真实值
该同学实验中发现,在保证所有器材安全的情况下,调节滑动变阻器的滑片时,电压表示数的变化量不到,出现这一现象的原因可能是 ;由于过小,实验时采集数据较为不便。在不改变已选实验器材的基础上,设计使电压表示数变化更为明显的方案 ,并说明该方案电池内阻的测量值与真实值的关系 。
【答案】
电池内阻过小
将电压表直接并联到滑动变阻器两端
【解析】解:为方便实验操作,应选择最大阻值较小的滑动变阻器,即滑动变阻器应选择;
由图所示电路图可知,路端电压:,由电压和电流之间关系:可知,电源电动势:,电源内阻:;
引起该实验误差的主要原因是由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小,从而导致测电源电动势的测量值小于真实值,故A正确,BCD错误;
根据闭合电路欧姆定律可知,路端电压:,如果电源内阻太小,会导致电压表示数的变化量不到;为了增大外电压的变化,可以将电压表直接并联到滑动变阻器两端,即采用相对电源的电流表内接法,从而将电流表内阻等效为电源内阻进行实验,实验结果中内阻的测量值为电源内阻与电流表内阻之和,即。
故答案为:;;;;电池内阻过小;将电压表直接并联到滑动变阻器两端,。
2.(2025·湖北省黄冈市·其他类型)某实验小组选用以下器材,设计了如图所示电路图,测量一电池组的电动势和内阻电动势约为,内阻约为
电流表,内阻约
电流表,内阻约
电压表,内阻约
电压表,内阻约
滑动变阻器,额定电流为
定值电阻阻值为
开关、导线若干
为保证测量结果尽量准确,实验中,电流表应选用 ,电压表应选用 ;选填器材符号
按图连接电路,实验中调节滑动变阻器,发现电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显,主要原因是 ;
A.电压表内阻太大 电压表内阻太小 待测电池内阻太小
仍使用所选实验器材,重新设计实验电路图,解决中出现的问题。请将电路图画在虚线框中,并标注各元件的符号 。
按新设计的电路图重做实验,得到了多组电压表读数和对应的电流表读数,并作出图像,如图所示。根据图像可得电池组的电动势为 ,内阻为 。结果均保留位有效数字
【答案】
【解析】根据电表的选取原则,电表的指针要超过量程的三分之一,而电动势为,因此应选择电压表,而根据实验电路图,当滑动变阻器接入电路中的阻值为零时,根据直除法可得
因此电流表应选择。
根据闭合电路的欧姆定律,结合电路图可得电压表的电压
分析可知,当实验中调节滑动变阻器,发现电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显,主要原因是待测电池内阻太小。
故选C。
为了解决电压表示数变化不明显的问题,可将定值电阻外接,相当于将定值电阻并入了电源内阻,根据闭合电路的欧姆定律有
从而在调节滑动变阻器时使电压表示数变化明显,重新设计的实验电路图如图所示
根据闭合电路的欧姆定律可得图像的函数式为
从而可知图线与纵轴的截距表示电源的电动势,图线斜率的绝对值表示定值电阻与电池内阻之和,则有
,
可得
3.(2026·云南省·单元测试)某同学采用如图所示的实验装置测量两节干电池的电动势和内阻,其中为滑动变阻器,为电阻箱。将电阻箱阻值调节为,多次改变滑动变阻器的阻值,读取多组电压表和电流表的示数,记录在表格中。
图
现有两节待测干电池、电压表量程,内阻约、电流表量程,内阻约、电阻箱、开关、导线若干,还有以下两种规格的滑动变阻器:
A.最大阻值,额定电流最大阻值,额定电流
为了方便调节,选用滑动变阻器 填“”或“”。
表格中的数据点已描在图的坐标纸上,请连接数据点作出图线 。
图
根据图线得出该两节干电池的电动势 保留三位有效数字,内阻 保留两位有效数字。
【答案】
【解析】滑动变阻器在电路中起到保护电路并调节电流的作用,阻值范围过大则难以调节,阻值范围过小则起不到应有的调节作用。故选A。
图线如图。
把和电源看成等效电源,由闭合电路欧姆定律可知,即图像与纵轴交点为电动势,图线斜率的绝对值为等效电源内阻。干电池内阻。
✏题型02:伏阻法测电源电动势和内阻
4.(2026·云南省·期中考试)某物理兴趣小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻,要求测量结果尽量准确。
A.待测电池组电动势约为,内阻约为;
B.电压表量程,内阻约;
C.电流表量程,内阻;
D.定值电阻阻值;
E.定值电阻阻值;
F.滑动变阻器,允许最大电流为;
G.开关一只,导线若干。
实验小组设计的电路如图甲所示,虚线框内是将电流表改装成量程为的电流表,需要 选填“串联”或“并联”一个定值电阻 选填“”或“”。
实验中测得表示数和表示数的多组数据,作出的图线如图乙所示,则该电池组的电动势 ,内阻 。结果保留两位有效数字
将另一个电动势为,内阻为的旧电池与一个小灯泡按图丙的方式连接成电路。图丁是小灯泡的电压和电流关系图像,试估算此电路中小灯泡工作时的实际功率是 。结果保留两位有效数字
【答案】并联
【解析】将电流表改装成量程为的电流表,需要并联一个定值电阻。
根据
解得
则并联定值电阻。改装后电流表的电阻为
根据闭合电路欧姆定律,可得
结合乙图可知 ,
解得;
在丙图电路中,把定值电阻看成电池组的一部分,则其内阻为
在丁图中做出电源的特征曲线,如图所示
两图线的交点横纵坐标分别表示小灯泡的电流和电压值,所以小灯泡的实际功率是。
5.(2026·湖北省·同步练习)某同学利用如图甲所示的电路测量电源的电动势和内阻。提供的器材如下:
A.待测电源电动势约为,内阻约几欧姆
B.电压表量程,内阻
C.电压表量程,内阻约为
D.电阻箱
E.定值电阻
F.开关和导线若干。
为了使测量结果尽量准确,电压表应选择 填“”或“”。
改变图甲电路中电阻箱的阻值,读出对应电压表的示数,多次测量,利用测量数据作出图线,如图乙所示。已知图像斜率,并且过点,通过图线可得电源电动势 ,内阻 均保留位有效数字
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,则 填“”“”或“”。
【答案】
【解析】待测干电池的电动势约为,故电压表选择。
由闭合电路的欧姆定律可得
化简可得
可知图线的斜率
解得
图线过点,代入以上方程,
则有
解得
若将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。
6.(2026·湖北省·同步练习)如图甲所示为某兴趣小组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,内阻约为
B.电压表量程,内阻约
C.电压表量程,内阻约
D.电阻箱
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:
在闭合开关前,电阻箱应调到 填“最大值”“中间值”或“最小值”。
要准确测量电源的电动势和内阻,电压表应选 填“”或“”,定值电阻应选 填“”或“”。
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 ,内阻为 。结果均保留位有效数字
【答案】最大值
【解析】为保护电路,在闭合开关前,电阻箱应调到最大值,使电路初始电流最小。
电池组电动势约为,所以电压表应选C
电池组内阻约为,定值电阻应选E,便于实验测量若选F,阻值过大,电路电流过小,电压表读数变化不明显。
根据闭合电路欧姆定律有
变形得
所以在图像中,纵轴截距为
解得该电池组的电动势为
同理有斜率为
解得该电池组的内阻为。
✏题型03:安阻法测电源电动势和内阻
7.(2025·河南省·期末考试)某实验小组要测量一节干电池的电动势和内阻,实验室提供的器材有:干电池一节;电压表,内阻约;电流表,内阻;滑动变阻器;开关一个,导线若干。
请将图中的实验电路连接完整,要求测量结果尽量准确 。
闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最 填“左”或“右”端;闭合开关后,多次调节滑动变阻器,测得多组电压表和电流表的示数、,作图像如图所示,根据图像可知电池的电动势 ,内阻 。结果均保留位有效数字
若再次实验时发现电压表损坏,小组成员找到一个电阻箱最大阻值,根据现有器材,设计了一个测电源电动势和内阻的实验电路,电路图如图所示。根据多组电流表示数和电阻箱读数,为得到线性图像,应作 填“”或“”图像,若图像的斜率为,纵截距为,则电池的电动势 ,内阻 。结果均用题中所给字母表示
【答案】
右
【解析】因为要测量干电池的电动势和内阻。且电流表内阻已知。采用电流表内接法可减小测量误差。将电压表并联在电池和电流表两端。滑动变阻器采用限流接法。连接电路如所示:;
为保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即最右端。根据闭合电路欧姆定律:,图像的纵轴截距表示电动势,从图可得;图像的斜率,由图可知:,已知,则内阻。
根据闭合电路欧姆定律,变形可得,所以应作图像。图像的斜率,所以,纵距,将代入可得。
8.(2026·内蒙古自治区·期末考试)某实验小组要测量未知电源的电动势和内阻,设计了如图甲所示的测量电路。可供选择的器材有:
待测电源电动势约为,内阻约为
电阻箱阻值范围,
电流表量程,内阻等于
定值电阻
开关,导线若干。
电路中将电流表改装成量程为的电流表,则定值电阻的阻值
闭合开关,改变电阻箱的阻值,记录电阻箱的阻值及对应的电流表示数,作图像如图乙所示,则电池的电动势 ,电池的内阻 结果均保留到小数点后两位
实验测得的电动势 填“大于”“小于”或“等于”真实值,实验测得的电池内阻 填“大于”“小于”或“等于”真实值。
【答案】
等于
等于
【解析】根据并联电路电压相等有,解得。
改装后的电流表内阻为,
根据闭合电路欧姆定律,
整理得,
代入两个坐标,
可得,。
由于本实验电流表的内阻已知,所以电动势和内阻的测量值都等于真实值。
9.(2025·云南省普洱市·模拟题)某实验小组测量“水果电池”的电动势和内阻。
某同学先用多用电表粗测该水果电池的电动势,他把多用电表的选择开关旋转至直流电压挡,正确测量时表盘指针如图甲,读数为 。
为了更准确地测量电动势和内阻,他们在实验室找到了下列器材:
A.电流表量程为,内阻为
B.电阻箱
C.定值电阻
D.定值电阻
E.定值电阻
F.开关、导线若干
由于没有电压表,同学们需要把电流表改装成量程为的电压表,则需要把电流表与定值电阻 选填“”“”或“”串联,改装成电压表
同学们根据器材设计了如图乙所示测量电路,正确连好电路。实验中通过调节电阻箱的阻值,记录电阻箱的阻值及相应电流表的示数,某次实验时电流表的指针指示的电流值为,则此时水果电池的输出电压为 测得多组数据,作出图像,如图丙,不考虑电压表支路分流的影响,则该水果电池的电动势为 ,内阻 。
【答案】 均可
【解析】多用电表的选择开关旋转至直流电压挡,读数为。
根据改装原理,改装后电压表内阻为,定值电阻的阻值,故选择。
当电流表的指针指示的电流值为时,电源输出电压为。
根据闭合电路欧姆定律,有
变形得
结合图像有
解得: 。
✏题型04:安安法测电源电动势和内阻
10.(2026·天津市·单元测试)某实验小组要测量一节干电池的电动势和内阻。实验室仅能提供如下器材:
A.待测干电池
B.电流表:量程,内阻约为
C.电流表:量程,内阻为
D.滑动变阻器:阻值范围,额定电流
E.电阻箱:阻值范围,额定电流
F.开关、导线若干
小组根据给定的器材设计了两种测量电路图,其中较为合理的电路图为 选填“甲”或“乙”;
将电流表和电阻箱串联,改装成一个量程为的电压表,电阻箱的阻值应调到 ;
如图丙表盘示数所示,请读出数据 。
【答案】乙
【解析】电流表的内阻与电源内阻差不多,为减小误差,应采取电流表外接法,故较为合理的电路图为乙;
将电流表和电阻箱串联,改装成一个量程为的电压表,电阻箱的阻值应调到
如图丙 表盘示数
11.(2026·山东省青岛市·模拟题)某实验小组为测量电流表内阻和蓄电池的电动势及内阻,设计了如图甲所示电路,所用器材如下:
电流表量程,内阻未知;电流表量程,内阻约;
定值电阻;定值电阻;
电阻箱阻值;蓄电池电动势约为,内阻约;
开关两个和导线若干。
调节电阻箱到最大阻值,断开,闭合。逐次减小电阻箱的电阻,观察并记录电流表和示数及电阻箱的读数,某同学发现两表指针偏转角度总是相同,则的内阻为 ;
闭合开关。重新测量并记录了多组电流表读数与电阻箱阻值,并作出图像如图乙,则电源的电动势为 ,内阻为 结果均保留位有效数字;
测出电源电动势和内阻后,该同学根据闭合前记录的数据,作出电流表的电流的倒数与电阻箱电阻的图像图像,则该同学 填“能”或“不能”计算出电流表的内阻。
【答案】
能
【解析】电流表的量程,电流表的量程;两表指针偏转角度总是相同,则两电流表示数的关系为
根据并联电路的电流特点可知
则
根据欧姆定律和并联电路的电压特点
解得电流表的内阻
闭合开关后,电流表被短路;电流表的读数为时,干路电流
根据闭合电路的欧姆定律
代入数据整理得
由图乙可知,图像的斜率
由
解得电动势
图像的纵截距
由
解得电源内阻
电流表、电阻与电阻的并联电阻
开关断开,根据闭合电路的欧姆定律
变形得
图像的纵截距
由于电源的电动势、内阻以及并联电阻并均为已知,因此能够根据 图像的纵截距求解电流表的内阻 。
12.(2024·河南省安阳市·期末考试)某同学根据实验室提供的器材组成如图所示电路,测电源电动势和内阻并同时测量电流表的内阻。所用器材:电源为两节干电池,电流表量程,内阻,电流表量程,电阻箱,滑动变阻器,开关和单刀双掷开关、,导线若干。
实验时,先将接,接,滑动变阻器接入电路的电阻调到最大,闭合开关,调节、,使电流表、的指针偏转均较大,若这时示数为、电流表的示数如图所示,则电流表的示数为 若这时电阻箱接入电路的电阻为,则电流表的内阻 用、、表示。
将开关接,开关接,将电流表改装成量程为的电压表,则电阻箱接入电路的电阻 多次调节滑动变阻器,测得多组电流表、的示数、,作图像,得到图像与纵轴的截距为,图像斜率的绝对值为,则得到电源的电动势 ,内阻 后两空用、、、、中的符号表示。
【答案】
【解析】解:电流表最小刻度为,故电流表读数为,根据串并联知识可得:,解得:;
根据串并联知识可得:,解得:;
由闭合电路的欧姆定律得:,
整理得:,
由图示图像可知,图像的斜率,纵轴截距,
解得:,电源电动势。
✍拓展综合练
13.(2026·安徽省·同步练习)某物理实验小组要测量一个手机锂电池的电动势和内电阻。已了解到该款锂电池在充电量为时的电动势为左右,于是利用一个电阻箱和一个的定值电阻以及一个电压表设计了如图甲所示的实验电路图。
按照图甲所示的实验电路图,将图乙中的实物连接起来组成实验电路。
通过调节电阻箱的阻值,可以读出电压表示数以及电阻箱接入电路的阻值,重复操作可以得到多组电压表的示数以及对应电阻箱的阻值,以为纵轴,为横轴,作出的关系图线为一直线,如图丙所示。由图线可求得该手机锂电池的电动势 ,内阻 。均保留位有效数字
实验操作结束后,该实验小组考虑到电压表的内阻对电路的影响,进行了误差分析:该电池电动势的测量值与真实值相比 ,内阻的测量值与真实值相比 。均填“偏大”“偏小”或“相等”
【答案】
偏小
偏小
【解析】略
14.(2026·江苏省盐城市·其他类型)某组同学利用铜片、锌片和苹果制作了水果电池, 并测量这种电池的电动势和内阻。
用量程“”的电压表粗测水果电池的电压,指针偏转如图甲所示,读数为
该组同学又用微安表和一个电阻箱, 设计了如图乙的电路图。请按电路图完善实物电路的连接
闭合开关前,电阻箱接入电路阻值应为 选填“最大”、“最小”
实验中,测得多组、的值,并作出图像,如图丁所示。由此可得水果电池的电动势 ,内阻
用图乙所示电路进行实验可能存在的问题 。
【答案】
最大
用图乙所示电路进行测量时,由于微安表的分压,并不是路端电压,而只是两端的电压,这样测得的内阻实际是,即微安表的内阻与电源内阻之和,总是比电源内阻的真实值大。
【解析】量程为“”的电压表,其分度值为,则图甲所示的读数为;
按电路图完善实物电路的连接,如图所示:
;
闭合开关前,为了保护电路,防止电流过大损坏电表等元件,电阻箱接入电路阻值应为最大;
由闭合电路欧姆定律有,整理得,结合图像的斜率和纵轴截距可得,水果电池的电动势,内阻;
用图乙所示电路进行实验可能存在的问题:用图乙所示电路进行测量时,由于微安表的分压,并不是路端电压,而只是两端的电压,这样测得的内阻实际是,即微安表的内阻与电源内阻之和,总是比电源内阻的真实值大。
15.(2026·吉林省长春市·期末考试)无线话筒内有一块刚启用的如图甲所示的方形电池,标称电动势为,某同学想要测量该电池实际的电动势和内阻,实验室提供了以下器材:
A.待测方形电池;
B.电压表量程为,内阻为;
C.电流表量程为,内阻为;
D.滑动变阻器阻值范围为;
E.电阻箱阻值范围为;
F.开关、导线若干。
该同学根据现有的实验器材,设计了如图乙所示的电路图,实验需要把电压表量程扩大为,则电阻箱的阻值应调整为 。
将的滑片移到最 填“左”或“右”端,闭合开关,移动的滑片,测出多组、数据,并作出图线如图丙所示,由此可得,该电池的电动势 ,内阻 。后两空结果均保留一位小数
【答案】
左
【解析】由串联分压可知,把电压表量程扩大到,需将电阻箱的阻值调整为。
闭合开关前,滑片应处于最左端
根据闭合电路欧姆定律有,整理得,
结合题图丙有:
,
解得 ,。
16.(2026·河南省许昌市·期中考试)在测定两节干电池电动势和内阻的实验中,某同学用到的器材有一个电压表、一个电阻箱、一个定值电阻、一个开关、两节干电池、若干导线,其实验实物图如图甲所示。
改变电阻箱的阻值,用图甲中的电压表测出多组电阻箱两端的电压。实物图甲中已连接好部分电路,请按照实验要求将剩余部分电路连接好 。
在坐标纸上作出与的关系图线如图乙所示,结合图线计算出两节干电池的电动势 ,内阻 。结果用、和表示
若考虑电压表并非理想电压表,则电动势的测量值与真实值相比 ;内阻的测量值与真实值相比 。选填“偏大”“相等”或“偏小”
另一位同学将图甲电压表的导线改接在的、端,改变电阻箱的阻值,测出多组电压表的数据,若用图像法测算电源的电动势和内阻,为了使得到的图线是一条直线,则该同学应描绘 。
A.图 .图 .图 .图
【答案】
偏小
偏小
【解析】因电源是两节干电池,选取电压表量程为 ,电路图连接如图所示
由闭合回路欧姆定律可知
整理可得
因为纵轴截距
所以
因为斜率
可得
由问知,
若考虑电压表并非理想电压表,则
其中
整理可得
由此可知,
对比与,可知;对比与,可知 。
由闭合回路欧姆定律可知
整理可得
所以应描绘的是图。
✍高考真题练
17.(2024·甘肃·高考真题)精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响。可用器材有:电压表(量程1.5V,内阻约为)、电流表(量程0.6A)、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。某小组开展了以下实验。
(1)考虑电流表内阻影响
①用图1所示电路测量电流表的内阻。从图2电压表和电流表读数可得电流表内阻______(保留2位有效数字)。
②用图3所示电路测量干电池电动势和内阻。电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用U、I、r和表示。则干电池电动势______(用I、r和表示)。
③调节滑动变阻器测得多组电表读数,作出图4所示的图像。则待测干电池电动势______V(保留3位有效数字)、内阻______(保留1位小数)。
(2)考虑电压表内阻影响
该小组也尝试用图5所示电路测量电压表内阻,但发现实验无法完成。原因是______(单选,填正确答案标号)。
A.电路设计会损坏仪器 B.滑动变阻器接法错误
C.电压太大无法读数 D.电流太小无法读数
【答案】(1) 1.0 1.40 1.0
(2)D
【解析】(1)[1]由图2可知,电压表读数为
电流表读数为
根据欧姆定律可得电流表内阻为
[2]由闭合电路欧姆定律可知,干电池电动势的表达式为
[3][4]根据变形为
根据图像可知,纵截距
斜率的绝对值
所以待测干电池电动势为
电源内阻为
(2)由于将电压表串联接在电路中,电压表内阻很大,电路中电流太小,故无法完成实验的原因可能是电流太小无法读数。
故选D。
18.(2025·海南·高考真题)某小组测量电动势和内阻,可供使用的器材有:
电源(电动势约为3V,内阻未知)
电压表(量程0~3V,内阻RV约为3kΩ)
电流表(量程0~0.6A,内阻RA约为1Ω)
定值电阻
滑动变阻器(最大阻值)
滑动变阻器(最大阻值)
开关S
导线若干
该小组设计了如图(a)的实验电路:
回答下列问题:
(1)为了测量精确,滑动变阻器应选择_____(选填“”或“”)。
(2)闭合开关,调节滑动变阻器,记录电压表示数U和对应的电流表示数I如下表,根据表格的数据在图(b)的坐标纸上补完数据点,并绘制U-I图像_____。
1.00
1.30
1.70
2.00
2.50
0.38
0.32
0.24
0.18
0.08
(3)由U-I图像可求得电源电动势测量值_____V,内阻测量值_____Ω(结果均保留三位有效数字)。
(4)考虑电压表分流引起的误差,则 _____;(选填“大于”、 “小于”或“等于”);与真实值之间的关系式为_____(用,,,表示 )。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4) 小于
【解析】(1)为了提高测量精度,方便调节电路,滑动变阻器选择最大阻值较小的;
(2)图像如下:
(3)[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
结合图线可得,
解得
(4)[1]将电压表和电源等效为新的电源,故此时根据图像得到的电动势和内阻为等效电源的电动势和内阻,等效电源的电动势为
故;
[2]将等效进电源的内阻中,可得等效新电源的内阻为
19.(2025·湖北·高考真题)某实验小组为测量一节干电池的电动势E和内阻r,设计了如图(a)所示电路,所用器材如下:干电池、智能手机、电流传感器、定值电阻R0、电阻箱、开关、导线等。按电路图连接电路,将智能手机与电流传感器通过蓝牙无线连接,闭合开关S,逐次改变电阻箱的阻值R,用智能手机记录对应的电流传感器测得的电流I。回答下列问题:
(1)R0在电路中起______(填“保护”或“分流”)作用。
(2)与E、r、R、R0的关系式为______。
(3)根据记录数据作出图像,如图(b)所示。已知R0=9.0Ω,可得E=______V(保留三位有效数字),r=______Ω(保留两位有效数字)
(4)电流传感器的电阻对本实验干电池内阻的测量结果______(填“有”或“无”)影响。
【答案】(1)保护
(2)
(3) 1.47 1.3
(4)有
【解析】(1)R0与电阻箱串联,可知,R0在电路中起保护作用。
(2)根据闭合电路欧姆定律
化简可得
(3)[1][2]结合上述有
结合图(b)有,
解得,
(4)当电流传感器有内阻时,所测的电源内阻
导致电源内阻测量值偏大,即电流传感器的电阻对本实验干电池内阻的测量结果有影响。
20.(2025·浙江·高考真题)在测量一节干电池的电动势和内阻的实验中,
(1)为了减小测量误差,如图所示的电路中应该选择的是___________(选填“甲”或“乙”);
(2)通过调节滑动变阻器,测得多组U、I数据,记录于下表。试在答题纸上的方格纸中建立合适的标度,描点并作出图像___________,由此求得电动势___________V,内阻___________。(结果均保留到小数点后两位)
次数
1
2
3
4
5
U/V
1.35
1.30
1.25
1.20
1.15
I/A
0.14
0.22
0.30
0.37
0.45
【答案】(1)甲
(2) 1.44/1.45/1.43 0.65/0.66/0.64
【解析】(1)因乙电路中电流表内阻对电源内阻的测量影响较大,则为了减小测量误差,如图所示的电路中应该选择的是甲;
(2)根据实验数据做出电源的U-I图像如图
[1][2]由结合图像可知
内阻
21.(2026·云南·高考真题)某同学购买的蓝牙耳机电池上标有“”字样,为了测量该电池电动势和实际容量,该同学进行了如下实验:
(1)测量电池的电动势,可供选择的器材如下:
待测电池E、电流表(,内阻较小)、电流表(,内阻较小)、电阻箱、开关S和导线若干。
完成下列填空:
①该电池允许的最大放电电流为,电流表应选_____________(填“”或“”);
②请根据上述器材设计实验电路,并在答题卡上指定位置补全电路图;___________
③按照②中正确电路图连接电路,闭合开关S,记录电流表示数I及电阻箱阻值;断开开关S,改变。重复以上步骤,得到和的关系如图(a)所示,由图可得电池电动势_____________V(结果保留2位有效数字)。
(2)该同学设计出测量电池容量的电路,如图(b)甲所示。完成下列填空:
①电路连接完毕,闭合开关S,每隔一段时间记录电压表、电流表的示数U和I,得到U和I随时间t变化的图像分别如图(b)乙、丙所示;
②由图(b)乙、丙可知,随着电池持续放电,输出电压和电流均持续减小。当时,电池输出电压为_____________V,随后电池输出电压和电流开始迅速衰减,电池无法正常工作。电池处于正常工作状态可以放出的总电量称为实际容量,由测量结果可估算出该电池的实际容量为_____________(以上结果均保留2位有效数字)。
【答案】(1) A2 4.0
(2) 3.6 73
【解析】(1)①由于电池允许的最大放电电流为80mA,为了减小测量误差应该选择电流表A2;
②根据上述器材,因为只有电流表和电阻箱,故采用安阻法测量,实验电路如图所示
③根据闭合电路欧姆定律可知
变形可得,所以在图像中图线的斜率即为,所以根据图像有
即E=4.0V
(2)[1][2]根据图(b)乙可知在120min时,电池输出电压约为3.6V,120min时的输出电流约为34mA,此后不能正常工作;其中120min=2h;
根据i—t图像围成的面积表示电量,对i-t图线做近似处理如图可知
✍新题追踪练
22.(2026·湖北省·同步练习)某实验小组自制了一个化学电池,想通过实验的方法测出该电池的电动势和内阻。实验器材如下:待测化学电池、毫安表量程为,内阻约、电阻箱、电阻箱、开关、开关和导线若干。该实验小组设计的电路图如图甲所示。
为了较准确地测出化学电池的内阻,该实验小组打算先测出毫安表的内阻,则电阻箱应选 填“”或“”。断开开关和,将调到最大闭合开关,调节使毫安表的示数为再闭合开关,调节使毫安表的示数为,此时,则可以认为毫安表的内阻 。
断开开关,调节电阻箱的阻值为,记录多组和对应的毫安表的示数,作出如图乙所示的图像,由图像可知化学电池的电动势为 保留位小数,内阻为 保留位小数考虑到步骤中测毫安表内阻的误差,该电池内阻的测量值 填“大于”“等于”或“小于”电池内阻的真实值。
【答案】
大于
【解析】根据半偏法测电流表内阻原理,应满足,故电阻箱应选B
断开开关和,将调到最大,
闭合开关,调节使毫安表的示数为
再闭合开关,调节使毫安表的示数为,
此时有,可得
设待测化学电池电动势为,内阻为,
根据闭合电路欧姆定律可得
可得
可知图像的斜率为
根据图像可知,当时,
代入
可得
考虑到步骤中闭合接入电阻箱的电阻后,干路电流略有增大,测毫安表内阻的测量值小于真实值,故该电池内阻的测量值大于真实值。
23.(2026·河南省·同步练习)某同学为了精确测量一节干电池的电动势和内阻,设计了如图所示的电路。
实验室为其提供的实验器材如下:
电压表量程为,内阻
定值电阻
定值电阻
电阻箱
开关和导线若干。
回答下列问题:
由于电压表的量程较小,需将电压表改装成量程为的电压表,需 选填“串”或“并”联一定值电阻,该定值电阻应选择 。
实验时,将开关闭合,调节电阻箱的阻值,记录多组电压表的示数以及对应的电阻箱的阻值,然后根据记录的数据描绘出的图像,如图所示。已知描绘图像时忽略了电压表的分流作用,若该图像的纵截距为,斜率为,则电源的电动势 ,电源的内阻 。
如果不能忽略电压表的分流作用,则中获得的电源内阻的测量值 选填“大于”“等于”或“小于”真实值。
【答案】串
小于
【解析】由于电压表的量程较小,需将电压表改装成量程为的电压表,电阻需要分压,所以要串联一定值电阻。电压表改装成量程为的电压表,则,解得,故选。
根据闭合电路欧姆定律有整理得,结合数学知识可知,所以,。
测得的电源内阻应等于电压表内阻与电阻之和再与电源内阻并联后的阻值,即,,故测量值小于真实值。
24.(2026·安徽省·同步练习)某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的橙子制作了橙汁电池,他们利用下列器材测量这种电池的电动势和内阻,测量电路的电路图如图甲所示。
所用器材有:
一个电源电动势约、内阻约,由盛有橙汁的玻璃器皿、铜片和锌片组成;
一只微安表内阻为,量程为;
一个电阻箱阻值为;
一个开关,导线若干。
连接电路后,通过多次测量得到电阻箱和电流表的各组数据,利用数据作出图线如图乙实线所示;
根据图线可得 , 结果均保留位有效数字;
若将电路图中的微安表当成理想电表,得到的电源内阻为,由此产生的误差为 结果保留位有效数字;
将该橙汁电池静置一段时间后,再次测量获得数据画出图线如图乙中虚线所示,可知该电池的内阻 填“增大”“减小”或“不变”。
【答案】
增大
【解析】根据闭合电路欧姆定律 有 解得 结合题图乙有 解得,
若将电路图中的微安表当成理想电表,得到的电源内阻为,则 则有
根据前面分析可知,图像的纵轴截距表示,从实线到虚线纵截距变大,则该电池的内阻增大。
25.(2026·河北省沧州市·模拟题)用图所示的甲、乙两种方法测量某电源的电动势和内电阻约为。其中为电阻箱,电流表的内电阻约为,电压表的内电阻约为。
利用图中甲图实验电路测电源的电动势和内电阻,所测量的实际是图中虚线框所示“等效电源”的电动势和内电阻若电流表内电阻用表示,请你用、和表示出、,并简要说明理由。
某同学利用图象分析甲、乙两种方法中由电表内电阻引起的实验误差。在图中,实线是根据实验数据图甲:,图乙:描点作图得到的图象;虚线是该电源的路端电压随电流变化的图象没有电表内电阻影响的理想情况。在图中,对应图甲电路分析的图象是: :对应图乙电路分析的图象是: 。
综合上述分析,为了减小由电表内电阻引起的实验误差,本实验应选择图中的 填“甲”或“乙”。
【答案】,。理由:电源电动势是电源本身具有的属性,电流表不具有产生电动势的本领,所以等效电源的电动势仍然为;电流表的内阻和电源内阻作为等效电源的内阻
乙
【解析】解:将电源和电流表视为等效电源,电源电动势是电源本身具有的属性,电流表不具有产生电动势的本领,所以等效电源的电动势仍然为
而电流表的内阻和电源的内阻作为等效电源的内阻,即:
对甲图,考虑电表内阻时,根据闭合电路欧姆定律得:
变形得:
直接通过实验获得数据,可得:
图象与纵轴截距均为电源电动势,虚线对应的斜率大小为,实线对应的斜率大小为,所以对应图甲电路分析的图象是;
对乙图,考虑电表内阻时即虚线对应的真实情况,根据闭合电路欧姆定律得:
变形得
直接通过实验获得数据,可得
虚线对应的斜率大小为,实线对应的斜率大小为,虚线对应的纵轴截距为,实线对应的纵轴截距为;两图线在时,对应的短路电流均为,所以对应图乙电路分析的图象是。
图甲虽然测量的电源电动势准确,但电流表分压较为明显,所以内阻测量的误差很大;图乙虽然电动势和内阻测量均偏小,但是电压表内阻很大,分流不明显,所以电动势和内阻的测量误差较小,所以选择图乙可以减小由电表内电阻引起的实验误差。
故答案为:,,理由:电源电动势是电源本身具有的属性,电流表不具有产生电动势的本领,所以等效电源的电动势仍然为;电流表的内阻和电源内阻作为等效电源的内阻。,;乙。
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