实验12 测量电源的电动势和内阻（复习讲义）（全国通用）2027年高考物理一轮复习讲练测

该高中物理高考复习讲义聚焦“测量电源的电动势和内阻”实验专题，覆盖教材原型实验与创新方案设计等核心考点，按实验原理、数据处理、误差分析的逻辑构建知识框架，通过考点梳理、方法指导、真题训练等环节，帮助学生突破实验操作与误差分析难点，体现复习的系统性和针对性。 资料结合高考命题趋势，设计易错辨析（AI命题）、创新实验改进等教学活动，如对比伏安法两种电路的系统误差分析，培养学生科学思维与科学探究能力。设置分层练习与即时反馈，确保高效突破考点，为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。

函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 实验12测量电源的电动势和内阻 考点精讲•靶向突破 一一拆解核心考点，归纳解题范式 考点一教材原型实验剩 。热点考向破译 考向1实验原理与操作 例 【答案】(1) (2) 1.10 0.26(3)1.501.04 4.47V 1.492 【变式训练1】【答案】(1)② (2) (3) 考向2数据处理与误差分析重 例2【答案】)1.49(2) 右 1.48 0.80 小于 小于3) 1/3 函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 A 【变式训练2】【答案】(1) 2k2 左端(2) 5.90 1.0842 (3)= ◆考点二 创新实验方案、 ◆热点考向破译 考向1实验装置的改进和创新 例1【答案】(1b(2) 2.9 增大 (3)6.4/6.2/6.3/6.5 【变式训练1·变考法】【答案】(1)B (2)40 (3)3.6 考向2实验思路的改进和创新重 例2【答案】 5.13/5.12/5.14 0.115/0.110/0.120 b k-R 【变式训练2变考法】【答案】(1)1=上.1+1 K1 U ERE @-2R+Ee k 213 函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 真题溯源·考向感知 一一朔源真题逻辑，感知高考考向 1.【答案】(1)1.44(2)1.20 3)2.0 R。 2.【答案】(1) E 4.0(2)3.6 73 313 实验12 测量电源的电动势和内阻 内容导航 对标素养，研判高考命题趋势 201 命题透视·考情前瞻 搭建知识框架，构建系统思维 302 思维建模·脉络梳理 拆解核心考点，归纳解题范式 403 考点精讲·靶向突破脉络梳理 考点一 教材原型实验 4 核心知识·解构 4 一、实验目的、思路、器材 4 二、实验步骤及数据处理 4 易错辨析·AI命题 5 热点考向·破译 6 考向1 实验原理与操作 6 考向2 数据处理与误差分析 7 考点二 创新实验方案 9 热点考向·破译 9 考向1 实验装置的改进和创新 9 考向2 实验思路的改进和创新 10 溯源真题逻辑，感知高考考向 1204 真题溯源·考向感知 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 测定电源的电动势和内阻 2026·光西 2026·河南 2026·云南 2025·湖北 2025·海南 2024·北京 2024·甘肃 2024·辽宁 考情分析 题型与考向：各地高考对测定电源的电动势和内阻这个实验的考查，在近几年保持了较高的频度。其考查方式通常并非简单复现课本原型，而是在深入理解其核心原理——如伏安法、安阻法或伏阻法的基础上，通过创新实验设计的方式予以呈现。这些创新可能体现在实验器材的替换、数据处理方法的优化，或实验情境的迁移上，旨在检验学生对原理本质的掌握以及在新情境中灵活应用的能力。 情境与立意： 在中学物理电学实验的命题设计中，命题情境常常紧密围绕几种经典的电学测量方法展开。其中，伏安法、安阻法和伏阻法这三种基础而重要的电路测量与分析方法，因其原理清晰、应用广泛，成为了最为常见的命题情境。试题通常会要求学生基于这些方法进行电路设计、误差分析、数据处理或实验方案改进，以考查其对欧姆定律、串并联电路特性等核心知识的理解与应用能力。 复习目标 1.理解和掌握测定电源的电动势和内阻实验原理，并会做出必要的误差分析。 2.能够在原型实验基础上，通过对实验的改进或者创新，做出同类探究。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 测量电源电动势和内阻实验 实验目的 测量电源的电动势和内阻 加深对闭合电路欧姆定律的理解 实验思路 改变电阻R的阻值 读取电压表和电流表的U、I值 利用闭合电路欧姆定律计算E、r值 实验器材 实验步骤 连接电路 调节变阻器至最大阻值 闭合开关，记录多组I、U值 断开开关，拆除电路，整理器材 数据处理方法 列方程组求解E、r 作图法求解E、r 图线与纵轴交点为E 图线斜率的绝对值为r 误差分析 电压表的分流作用 E测<E真, r测<r真 电流表的分压作用 E测=E真, r测>r真 注意事项 选用内阻大的电池 避免电流过大和通电时间过长 测量多组(I,U)数据 U-I图线纵轴刻度适当选择 创新实验方案 电池、电压表、电流表、滑动变阻器等 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 教材原型实验 核心知识·解构 一、实验目的、思路、器材 （一）实验目的 1.测量电源的电动势和内阻。 2.加深对闭合电路欧姆定律的理解。 （二）实验思路 如图甲或图乙所示,改变R的阻值,从电压表和电流表中读出几组U、I值,利用闭合电路的欧姆定律求E、r值。 （三）实验器材 电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸、铅笔和刻度尺。 二、实验步骤及数据处理 （一）实验步骤 1.按实验电路图连接电路。 2.把变阻器的滑片移动到使接入电路阻值 的一端。 3.闭合开关,调节变阻器,记录几组I、U值,填入表格中。 4.断开开关,拆除电路,整理好器材。 （二）数据处理 方法一:列方程组求解电动势和内阻的大小 (1);(2);(3) 根据以上三组方程分别求出E、r,再取其平均值作为电源的电动势E和内阻r。 方法二:用作图法处理数据,如图所示。 (1)图线与纵轴交点为 ; (2)图线的 表示r=。 （三）误差分析 1.由于读数不准和电表线性不良引起误差。 2.用图像法求E和r时,由于作图不准确造成误差。 3.实验时通电时间过长或电流过大,都会引起E、r变化。 4.若采用图甲电路,由于电压表的分流作用造成误差,电压值越大,电压表的分流越多,对应的I真与I测的差值越大。其U-I图像如图丙所示。结论:E测<E真,r测<r真。 5.若采用图乙电路,由于电流表的分压作用造成误差,电流值越大,电流表的分压越多,对应的U真与U测的差值越大。其U-I图像如图丁所示。结论:E测 E真,r测 r真。 （四）注意事项 1.为了使电池的路端电压变化明显,应选内阻 些的电池(选用已使用过一段时间的干电池)。 2.在实验中不要将I调得过大,每次读完U和I的数据后应立即断开电源,以免干电池的E和r明显变化。 3.要测出多组(I,U)数据,且变化范围要大些。 4.画U-I图线时,纵轴的刻度可以不从零开始,而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I必须从零开始)。但这时图线与横轴交点的横坐标值不再是短路电流,而图线与纵轴交点的纵坐标值仍为电源 ,图线 仍为内阻。 易错辨析·AI命题 1.本实验原理依据闭合电路欧姆定律 。（ ） 2.采用电流表相对电源外接的方案，测得的电动势测量值小于真实值。（ ） 3.实验绘制 U-I 图像，图像纵轴截距代表电源内阻。（ ） 4.为减小误差，实验中滑动变阻器阻值越大越好。（ ） 5.U-I 图像上，外电路短路时，短路电流大小等于纵轴截距除以斜率绝对值。（ ） 热点考向·破译 考向1 实验原理与操作 例1 某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如图甲所示电路，所用器材如下： 电压表（量程0~1.5 V，内阻很大）； 电流表（量程0~0.6 A，内阻很小）； 电阻箱（阻值0~999.9 Ω）； 干电池一节、开关一个和导线若干。 (1)根据图甲，完成图乙中的实物图连线。______ (2)调节滑动变阻器到最大阻值，闭合开关。改变滑动变阻器的电阻，记录相应的电流表示数I和电压表示数U。图丙是某次测量的电压表和电流表的示数，其读数分别为______V、______A。 (3)用测得的7组数据作出图像如图丁所示，由图像可以求出干电池的电动势_____V和内阻______Ω。（结果均保留2位小数） 【变式训练1】为测量某一电源的电动势和内阻，提供器材如下： 待测电源：电动势约为4.5V，内阻约为1.5Ω；电压表V：量程0～3V，内阻RV＝3kΩ： 电流表A：量程0～0.6A，内阻RA约为0.1Ω；定值电阻R1：阻值为3Ω； 定值电阻R2：阻值为1.5kΩ； 滑动变阻器R：最大阻值为10Ω； 开关、导线若干。 甲同学采用图甲所示电路进行测量，乙同学采用图乙所示电路进行测量。 两同学通过实验获得电压表和电流表的多组读数，在U－I坐标系中分别进行描点连线，得到直线后，将直线向两侧延长，得到在两坐标轴上的截距如图丙所示。 (1)甲同学实验获得数据为坐标系中的图线________（填写序号①或②）。 (2)用图线①测得的电动势和内阻分别为________V和________Ω。 (3)按照乙同学的实验电路，用细线替代导线，在图中完成实物连接。 考向2 数据处理与误差分析 例2某实验小组要测一节干电池的电动势和内阻 (1)该小组成员先用电压表（量程0~3 V）粗测该电池电动势，电压表指针稳定的位置如图甲所示，其示数为______V； (2)为精确测量这节干电池的电动势和内阻，该小组设计了如图乙所示实验电路图。已知电流表的内阻为，电压表的内阻约为，滑动变阻器最大电阻为、额定电流为。请回答下列问题： ①闭合开关S前，应将图乙所示的滑动变阻器的滑片置于最______（选填“左”或“右”）端。 ②实验过程中，改变滑动变阻器的滑片位置，并记录两电表的读数，作出如图丙所示的图像。根据图像可知，该电池的电动势______，内阻______。（结果均保留两位小数） ③该实验方案中电动势测量值______真实值（选填“大于”“等于”或“小于”），内阻的测量值______真实值（选填“大于”“等于”或“小于”）。 (3)为消除电表内阻带来的系统误差，更准确测量这节干电池的电动势和内阻，在图乙所示实验器材的条件下，对实验应作出怎样的改进？请重新画出电路图。 【变式训练2】某兴趣小组准备利用下列器材测量某新型蓄电池的电动势和内阻。 A．待测蓄电池：电动势E约为6 V，内阻r约为1 Ω B．电流表：量程为0.6 A，内阻为0.5 Ω C．电压表：量程为3 V，内阻为2 kΩ D．滑动变阻器R1：最大阻值20 Ω，额定电流为2 A E.定值电阻三只：4 Ω、8 Ω和2 kΩ F.单刀开关S、导线若干 (1)为了尽可能精确的测量蓄电池的电动势和内阻，该兴趣小组设计了如图甲所示的电路图，其中定值电阻R2选择__________（选填“4 Ω”“8 Ω”或“2 kΩ”），测量时在闭合开关S之前，变阻器滑片应调节到最__________（选填“左端”或“右端”）。 (2)该兴趣小组按正确步骤操作后，测量得到多组电压表读数U与电流表读数I，并根据测量数据做出了U-I图像，如图乙所示。由图像可知蓄电池的电动势E=__________V，内阻r=__________Ω（两空的结果均保留三位有效数字），定值电阻R0选择__________（选填“4 Ω”“8 Ω”或“2 kΩ”）。 (3)若电流表内阻未知，从系统误差的角度分析，由该实验得到的电动势测量值与真实值之间的关系是__________（选填“<”“=”或“>”）。 考点二 创新实验方案 热点考向·破译 考向1 实验装置的改进和创新 例1太阳能电池是一类能直接将太阳光能转化为电能的光电半导体器件，当它受到达到一定强度的光线照射时，能瞬间产生电压，这一现象被称为太阳能光伏效应，因此太阳能电池也常被称作光伏电池。某研究小组设计了如图甲所示的实验电路探究光伏电池的发电性能。 (1)闭合开关S前图甲中的滑动变阻器滑片P应放在________（填“a”或“b”）端。 (2)用一定强度的光照射该电池，闭合开关S，调节滑动变阻器R的阻值，通过测量得到光伏电池的U-I曲线如图乙所示。由图像可知，在该光照强度下，光伏电池的电动势为_________，当电流较小时，光伏电池的内阻基本不变，当电流较大时，光伏电池的内阻明显________（填“增大”或“减小”）。 (3)保持光照条件不变，将的定值电阻与光伏电池串联，则此时光伏电池的内阻_________。（结果保留2位有效数字） 【变式训练1·变考法】为了测量手机电池的容量（单位A·h），某实验小组进行如下实验研究（电表均视为理想电表）： ①正常使用手机至提示关机时，在手机上，用电压表测出电池两端电压为3.62 V。 ②给手机充电至100%，然后从手机中取出电池，接入图甲电路。断开，闭合，读出电压表的示数为4.18 V。 ③将电阻箱调至适当大小，闭合，读出电压表和电流表的示数为4.14 V、0.80 A，并开始计时。此后每隔一段时间记录一次对应的电流数值。当t=5 h时，电压表显示3.62 V，电流表显示0.28 A。 ④在坐标纸上建立电流I和时间t的坐标系，将全部数据描点到坐标系上，如图乙所示。 回答下列问题： (1)该款电池的电动势________； A．恒定不变 B．随放电的延续而减小 C．放电电流越大，电动势越小 (2)即将关机时电池内阻为充满电时电池内阻的________倍； (3)依据图乙，手机工作过程中，该款电池所能提供的最大容量约为________A·h（保留两位有效数字）。 考向2 实验思路的改进和创新 例2某学习小组进行“充电宝不同电量时的电动势和内阻研究”，设计实验电路图如图甲所示。 （1）记录被测充电宝实验时的电量百分比（开始时的电量百分比为100%）。连接电路，将滑动变阻器电阻调至最大。闭合开关S，改变滑动变阻器的阻值，记录每次操作的电流表和电压表的示数，根据数据作出图像如图乙，由图像可得充电宝的电动势________，内阻________。（结果均保留三位有效数字） （2）当充电宝电量为80%、60%、40%、20%、5%时重复上述实验操作，发现不同电量下充电宝的电动势和内阻基本不变。 （3）学习小组认为实际电压表不是理想的，图甲电路测量有误差，于是设计了如图丙所示的实验，为标准电源，为待测电源，为定值电阻。闭合开关、，调节滑动变阻器和电阻箱，使电流计示数为0，记录示数，示数，电阻箱示数为，重复调节滑动变阻器和电阻箱，每次都使电流计示数为0，记录电阻箱取不同值时对应的和的示数，作出图像，纵轴截距为，斜率绝对值为，可测得电源电动势为______，内阻为______。（结果用、、表示） 【变式训练2·变考法】某物理课外活动小组学习了“测量电源的电动势和内阻”实验后，设计了如图甲所示的实验电路。 (1)若闭合开关，将单刀双掷开关掷向，改变电阻箱的阻值得到一系列的电压表的读数，处理数据得到如图乙所示图像，写出与间的关系式_________。 (2)若断开，将单刀双掷开关掷向，改变电阻箱的阻值得到一系列的电流表的读数，处理数据得到如图丙所示图像，写出与间的关系式_________。 (3)同学们对实验结果进行了误差分析，发现将两个图像综合利用，就可以避免由于电压表分流和电流表分压带来的系统误差。已知图像乙和丙的纵轴截距分别为、，斜率分别为、，则利用丙图可求得电源的电动势_______，再结合乙图可求内阻_______。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026·广西·高考真题）用如图甲所示的电路测量电源电动势和内阻，定值电阻阻值为，电压表可视为理想电表。操作步骤：1．只闭合时，电压表读数为1.44V；2．再闭合，电压表读数如图乙所示。 (1)电路电源电动势__________； (2)图乙中电压表读数为__________； (3)电源内阻__________（结果保留两位有效数字）。 2．（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）。 5 / 32 学科网（北京）股份有限公司 $ 实验12 测量电源的电动势和内阻 内容导航 对标素养，研判高考命题趋势 201 命题透视·考情前瞻 搭建知识框架，构建系统思维 302 思维建模·脉络梳理 拆解核心考点，归纳解题范式 403 考点精讲·靶向突破脉络梳理 考点一 教材原型实验 4 核心知识·解构 4 一、实验目的、思路、器材 4 二、实验步骤及数据处理 4 易错辨析·AI命题 5 热点考向·破译 6 考向1 实验原理与操作 6 考向2 数据处理与误差分析 8 考点二 创新实验方案 11 热点考向·破译 11 考向1 实验装置的改进和创新 11 考向2 实验思路的改进和创新 14 溯源真题逻辑，感知高考考向 1604 真题溯源·考向感知 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 测定电源的电动势和内阻 2026·光西 2026·河南 2026·云南 2025·湖北 2025·海南 2024·北京 2024·甘肃 2024·辽宁 考情分析 题型与考向：各地高考对测定电源的电动势和内阻这个实验的考查，在近几年保持了较高的频度。其考查方式通常并非简单复现课本原型，而是在深入理解其核心原理——如伏安法、安阻法或伏阻法的基础上，通过创新实验设计的方式予以呈现。这些创新可能体现在实验器材的替换、数据处理方法的优化，或实验情境的迁移上，旨在检验学生对原理本质的掌握以及在新情境中灵活应用的能力。 情境与立意： 在中学物理电学实验的命题设计中，命题情境常常紧密围绕几种经典的电学测量方法展开。其中，伏安法、安阻法和伏阻法这三种基础而重要的电路测量与分析方法，因其原理清晰、应用广泛，成为了最为常见的命题情境。试题通常会要求学生基于这些方法进行电路设计、误差分析、数据处理或实验方案改进，以考查其对欧姆定律、串并联电路特性等核心知识的理解与应用能力。 复习目标 1.理解和掌握测定电源的电动势和内阻实验原理，并会做出必要的误差分析。 2.能够在原型实验基础上，通过对实验的改进或者创新，做出同类探究。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 测量电源电动势和内阻实验 实验目的 测量电源的电动势和内阻 加深对闭合电路欧姆定律的理解 实验思路 改变电阻R的阻值 读取电压表和电流表的U、I值 利用闭合电路欧姆定律计算E、r值 实验器材 实验步骤 连接电路 调节变阻器至最大阻值 闭合开关，记录多组I、U值 断开开关，拆除电路，整理器材 数据处理方法 列方程组求解E、r 作图法求解E、r 图线与纵轴交点为E 图线斜率的绝对值为r 误差分析 电压表的分流作用 E测<E真, r测<r真 电流表的分压作用 E测=E真, r测>r真 注意事项 选用内阻大的电池 避免电流过大和通电时间过长 测量多组(I,U)数据 U-I图线纵轴刻度适当选择 创新实验方案 电池、电压表、电流表、滑动变阻器等 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 教材原型实验 核心知识·解构 一、实验目的、思路、器材 （一）实验目的 1.测量电源的电动势和内阻。 2.加深对闭合电路欧姆定律的理解。 （二）实验思路 如图甲或图乙所示,改变R的阻值,从电压表和电流表中读出几组U、I值,利用闭合电路的欧姆定律求E、r值。 （三）实验器材 电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸、铅笔和刻度尺。 二、实验步骤及数据处理 （一）实验步骤 1.按实验电路图连接电路。 2.把变阻器的滑片移动到使接入电路阻值最大的一端。 3.闭合开关,调节变阻器,记录几组I、U值,填入表格中。 4.断开开关,拆除电路,整理好器材。 （二）数据处理 方法一:列方程组求解电动势和内阻的大小 (1);(2);(3) 根据以上三组方程分别求出E、r,再取其平均值作为电源的电动势E和内阻r。 方法二:用作图法处理数据,如图所示。 (1)图线与纵轴交点为E; (2)图线的斜率的绝对值表示r=。 （三）误差分析 1.由于读数不准和电表线性不良引起误差。 2.用图像法求E和r时,由于作图不准确造成误差。 3.实验时通电时间过长或电流过大,都会引起E、r变化。 4.若采用图甲电路,由于电压表的分流作用造成误差,电压值越大,电压表的分流越多,对应的I真与I测的差值越大。其U-I图像如图丙所示。结论:E测<E真,r测<r真。 5.若采用图乙电路,由于电流表的分压作用造成误差,电流值越大,电流表的分压越多,对应的U真与U测的差值越大。其U-I图像如图丁所示。结论:E测=E真,r测>r真。 （四）注意事项 1.为了使电池的路端电压变化明显,应选内阻大些的电池(选用已使用过一段时间的干电池)。 2.在实验中不要将I调得过大,每次读完U和I的数据后应立即断开电源,以免干电池的E和r明显变化。 3.要测出多组(I,U)数据,且变化范围要大些。 4.画U-I图线时,纵轴的刻度可以不从零开始,而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I必须从零开始)。但这时图线与横轴交点的横坐标值不再是短路电流,而图线与纵轴交点的纵坐标值仍为电源电动势,图线斜率的绝对值仍为内阻。 易错辨析·AI命题 1.本实验原理依据闭合电路欧姆定律 。（√） 2.采用电流表相对电源外接的方案，测得的电动势测量值小于真实值。（√） 3.实验绘制 U-I 图像，图像纵轴截距代表电源内阻。（×） 4.为减小误差，实验中滑动变阻器阻值越大越好。（×） 5.U-I 图像上，外电路短路时，短路电流大小等于纵轴截距除以斜率绝对值。（√） 热点考向·破译 考向1 实验原理与操作 例1 某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如图甲所示电路，所用器材如下： 电压表（量程0~1.5 V，内阻很大）； 电流表（量程0~0.6 A，内阻很小）； 电阻箱（阻值0~999.9 Ω）； 干电池一节、开关一个和导线若干。 (1)根据图甲，完成图乙中的实物图连线。______ (2)调节滑动变阻器到最大阻值，闭合开关。改变滑动变阻器的电阻，记录相应的电流表示数I和电压表示数U。图丙是某次测量的电压表和电流表的示数，其读数分别为______V、______A。 (3)用测得的7组数据作出图像如图丁所示，由图像可以求出干电池的电动势_____V和内阻______Ω。（结果均保留2位小数） 【答案】(1)见解析 (2) 1.10 0.26 (3) 1.50 1.04 【详解】（1）根据图甲电路图，完成图乙中的实物图连线，如下图所示 （2）[1][2]电压表和电流表的读数分别为， （3）[1][2]根据闭合电路欧姆定律有 可得U-I图像的纵轴截距等于电动势，则干电池的电动势为 图像的斜率绝对值等于内阻，则内阻为 【变式训练1】为测量某一电源的电动势和内阻，提供器材如下： 待测电源：电动势约为4.5V，内阻约为1.5Ω；电压表V：量程0～3V，内阻RV＝3kΩ： 电流表A：量程0～0.6A，内阻RA约为0.1Ω；定值电阻R1：阻值为3Ω； 定值电阻R2：阻值为1.5kΩ； 滑动变阻器R：最大阻值为10Ω； 开关、导线若干。 甲同学采用图甲所示电路进行测量，乙同学采用图乙所示电路进行测量。 两同学通过实验获得电压表和电流表的多组读数，在U－I坐标系中分别进行描点连线，得到直线后，将直线向两侧延长，得到在两坐标轴上的截距如图丙所示。 (1)甲同学实验获得数据为坐标系中的图线________（填写序号①或②）。 (2)用图线①测得的电动势和内阻分别为________V和________Ω。 (3)按照乙同学的实验电路，用细线替代导线，在图中完成实物连接。 【答案】(1)② (2) (3)见解析 【详解】（1）甲同学将R1与电源直接串联，而乙图中电压表与定值电阻串联后接在电源两端，根据定值电阻R1的阻值为3Ω；定值电阻R2的阻值为1.5kΩ，可知图乙电流表的电流为0时，电压表的电压要小；故甲同学所获得的图像为图线②； （2）[1][2]图线①对应的是乙图，根据电压表改装原理可知改装后电压表的电压 根据闭合电路欧姆定律得 可得 由图像①可知， 解得电源的电动势为，内阻为。 （3） 考向2 数据处理与误差分析 例2某实验小组要测一节干电池的电动势和内阻 (1)该小组成员先用电压表（量程0~3 V）粗测该电池电动势，电压表指针稳定的位置如图甲所示，其示数为______V； (2)为精确测量这节干电池的电动势和内阻，该小组设计了如图乙所示实验电路图。已知电流表的内阻为，电压表的内阻约为，滑动变阻器最大电阻为、额定电流为。请回答下列问题： ①闭合开关S前，应将图乙所示的滑动变阻器的滑片置于最______（选填“左”或“右”）端。 ②实验过程中，改变滑动变阻器的滑片位置，并记录两电表的读数，作出如图丙所示的图像。根据图像可知，该电池的电动势______，内阻______。（结果均保留两位小数） ③该实验方案中电动势测量值______真实值（选填“大于”“等于”或“小于”），内阻的测量值______真实值（选填“大于”“等于”或“小于”）。 (3)为消除电表内阻带来的系统误差，更准确测量这节干电池的电动势和内阻，在图乙所示实验器材的条件下，对实验应作出怎样的改进？请重新画出电路图。 【答案】(1)1.49 (2) 右 1.48 0.80 小于 小于 (3)见解析 【详解】（1）由于所用电压表量程的分度值为0.1V，读数时应估读到分度值的下一位，故电压表的示数为1.49V。 （2）[1]滑动变阻器采用的是限流式接法，故为了保护电路，在闭合开关之前，滑动变阻器的滑片应位于最大阻值处，即最右端； [2][3]根据闭合电路的欧姆定律，可得 可知图像的纵截距表示电源电动势，由图丙可得 图像的斜率的绝对值表示电源的内阻，由图丙可得 [4][5]该电路采用电流表相对电源的外接法，由于电压表的分流作用，故电流表的示数比干路电流小，根据 可知电动势的测量值偏小，又内阻测量值为电压表与电源内阻的并联值，即电源的内阻测量值小于真实值。 （3）由于电流表的内阻已知，采用电流表相对电源的内接法即可消除系统误差，即将图乙电路中的电流表接到干路，如图所示 【变式训练2】某兴趣小组准备利用下列器材测量某新型蓄电池的电动势和内阻。 A．待测蓄电池：电动势E约为6 V，内阻r约为1 Ω B．电流表：量程为0.6 A，内阻为0.5 Ω C．电压表：量程为3 V，内阻为2 kΩ D．滑动变阻器R1：最大阻值20 Ω，额定电流为2 A E.定值电阻三只：4 Ω、8 Ω和2 kΩ F.单刀开关S、导线若干 (1)为了尽可能精确的测量蓄电池的电动势和内阻，该兴趣小组设计了如图甲所示的电路图，其中定值电阻R2选择__________（选填“4 Ω”“8 Ω”或“2 kΩ”），测量时在闭合开关S之前，变阻器滑片应调节到最__________（选填“左端”或“右端”）。 (2)该兴趣小组按正确步骤操作后，测量得到多组电压表读数U与电流表读数I，并根据测量数据做出了U-I图像，如图乙所示。由图像可知蓄电池的电动势E=__________V，内阻r=__________Ω（两空的结果均保留三位有效数字），定值电阻R0选择__________（选填“4 Ω”“8 Ω”或“2 kΩ”）。 (3)若电流表内阻未知，从系统误差的角度分析，由该实验得到的电动势测量值与真实值之间的关系是__________（选填“<”“=”或“>”）。 【答案】(1) 2 kΩ 左端 (2) 5.90 1.08 4 Ω (3)= 【详解】（1）[1]为了尽可能精确的测量蓄电池的电动势和内阻，则电压的测量范围应尽可能大，由题意可知，电源电动势为6V，所以电压表串联后，改装而成的电压表的最大量程应为6V，根据 解得 [2]为了保护电路，测量时在闭合开关S之前，滑动变阻器接入电路的阻值应为最大阻值，即变阻器滑片应调节到最左端。 （2）[3]为减小实验误差，定值电阻应选择与电源内阻相差较小的； [1][2]根据闭合电路欧姆定律可得 整理可得则图线的纵截距为解得斜率的绝对值为解得 （3）若电流表内阻未知，根据可知，由图线的纵截距仍可求出电动势的准确值。所以由该实验得到的电动势测量值与真实值之间的关系是。 考点二 创新实验方案 热点考向·破译 考向1 实验装置的改进和创新 例1太阳能电池是一类能直接将太阳光能转化为电能的光电半导体器件，当它受到达到一定强度的光线照射时，能瞬间产生电压，这一现象被称为太阳能光伏效应，因此太阳能电池也常被称作光伏电池。某研究小组设计了如图甲所示的实验电路探究光伏电池的发电性能。 (1)闭合开关S前图甲中的滑动变阻器滑片P应放在________（填“a”或“b”）端。 (2)用一定强度的光照射该电池，闭合开关S，调节滑动变阻器R的阻值，通过测量得到光伏电池的U-I曲线如图乙所示。由图像可知，在该光照强度下，光伏电池的电动势为_________，当电流较小时，光伏电池的内阻基本不变，当电流较大时，光伏电池的内阻明显________（填“增大”或“减小”）。 (3)保持光照条件不变，将的定值电阻与光伏电池串联，则此时光伏电池的内阻_________。（结果保留2位有效数字） 【答案】(1)b (2) 2.9 增大 (3)6.4/6.2/6.3/6.5 【详解】（1）限流式接法，开关闭合前应使滑动变阻器接入电路的阻值最大，滑片P应放在b端。 （2）[1] 由图可知，当电流等于零时，路端电压为电源电动势，； [2] 任取伏安特性曲线上任一点，此时对应的内阻为，在图中为与该点连线斜率的绝对值，即随着电流的增大，电池的内阻明显增大。 （3）的定值电阻与光伏电池串联后，定值电阻两端的电压满足，如图所示 作图线与电源U-I曲线的交点即为此时的工作电压、工作电流，坐标为代入 求得 【变式训练1·变考法】为了测量手机电池的容量（单位A·h），某实验小组进行如下实验研究（电表均视为理想电表）： ①正常使用手机至提示关机时，在手机上，用电压表测出电池两端电压为3.62 V。 ②给手机充电至100%，然后从手机中取出电池，接入图甲电路。断开，闭合，读出电压表的示数为4.18 V。 ③将电阻箱调至适当大小，闭合，读出电压表和电流表的示数为4.14 V、0.80 A，并开始计时。此后每隔一段时间记录一次对应的电流数值。当t=5 h时，电压表显示3.62 V，电流表显示0.28 A。 ④在坐标纸上建立电流I和时间t的坐标系，将全部数据描点到坐标系上，如图乙所示。 回答下列问题： (1)该款电池的电动势________； A．恒定不变 B．随放电的延续而减小 C．放电电流越大，电动势越小 (2)即将关机时电池内阻为充满电时电池内阻的________倍； (3)依据图乙，手机工作过程中，该款电池所能提供的最大容量约为________A·h（保留两位有效数字）。 【答案】(1)B (2)40 (3)3.6 【详解】（1）充电结束时电压表测得的电源两端的电压等于电源电动势4.18V；而正常使用手机至提示关机时，在手机上，用电压表测出电池两端电压为3.62 V，可知电动势随放电的延续以及放电电流变化而变化。故选B。 （2）关机时，根据闭合电路欧姆定律此时，未知； 充电时根据可得 当时此时则 即将关机时电池内阻为充满电时电池内阻的40倍； （3）电池容量，图像与坐标轴围成的面积表示电荷量，图乙中，每个小方格代表的电荷量，数方格数约为72个，所以。 考向2 实验思路的改进和创新 例2某学习小组进行“充电宝不同电量时的电动势和内阻研究”，设计实验电路图如图甲所示。 （1）记录被测充电宝实验时的电量百分比（开始时的电量百分比为100%）。连接电路，将滑动变阻器电阻调至最大。闭合开关S，改变滑动变阻器的阻值，记录每次操作的电流表和电压表的示数，根据数据作出图像如图乙，由图像可得充电宝的电动势________，内阻________。（结果均保留三位有效数字） （2）当充电宝电量为80%、60%、40%、20%、5%时重复上述实验操作，发现不同电量下充电宝的电动势和内阻基本不变。 （3）学习小组认为实际电压表不是理想的，图甲电路测量有误差，于是设计了如图丙所示的实验，为标准电源，为待测电源，为定值电阻。闭合开关、，调节滑动变阻器和电阻箱，使电流计示数为0，记录示数，示数，电阻箱示数为，重复调节滑动变阻器和电阻箱，每次都使电流计示数为0，记录电阻箱取不同值时对应的和的示数，作出图像，纵轴截距为，斜率绝对值为，可测得电源电动势为______，内阻为______。（结果用、、表示） 【答案】 5.13/5.12/5.14 0.115/0.110/0.120 【详解】（1）[1][2]根据闭合电路欧姆定律，对甲电路有：，因此图像的纵轴截距等于电动势，图像斜率的绝对值等于充电宝内阻。 由图乙可得：纵截距，斜率绝对值 （3）[3][4]当电流计示数为时，说明两端电势相等，因此待测电源的路端电压等于电阻箱两端的电压，即 对待测电源，由闭合电路欧姆定律有 联立得 ，对比图像：纵轴截距为，因此斜率绝对值，整理得内阻。 【变式训练2·变考法】某物理课外活动小组学习了“测量电源的电动势和内阻”实验后，设计了如图甲所示的实验电路。 (1)若闭合开关，将单刀双掷开关掷向，改变电阻箱的阻值得到一系列的电压表的读数，处理数据得到如图乙所示图像，写出与间的关系式_________。 (2)若断开，将单刀双掷开关掷向，改变电阻箱的阻值得到一系列的电流表的读数，处理数据得到如图丙所示图像，写出与间的关系式_________。 (3)同学们对实验结果进行了误差分析，发现将两个图像综合利用，就可以避免由于电压表分流和电流表分压带来的系统误差。已知图像乙和丙的纵轴截距分别为、，斜率分别为、，则利用丙图可求得电源的电动势_______，再结合乙图可求内阻_______。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）若闭合开关，将单刀双掷开关掷向，改变电阻箱的阻值得到一系列的电压表的读数，根据闭合电路欧姆定律可得 整理可得 （2）若断开，将单刀双掷开关掷向，改变电阻箱的阻值得到一系列的电流表的读数，根据闭合电路欧姆定律可得 整理可得 （3）由题图所示电路图可知，利用伏阻法时，由于电压表的分流作用，通过电源的电流大于，这是造成系统误差的原因。若考虑通过电压表的电流，根据闭合电路欧姆定律可得 整理可得 则有 利用安阻法时，考虑电流表内阻，根据闭合电路欧姆定律可得 整理可得 则有 联立可得， 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026·广西·高考真题）用如图甲所示的电路测量电源电动势和内阻，定值电阻阻值为，电压表可视为理想电表。操作步骤：1．只闭合时，电压表读数为1.44V；2．再闭合，电压表读数如图乙所示。 (1)电路电源电动势__________； (2)图乙中电压表读数为__________； (3)电源内阻__________（结果保留两位有效数字）。 【答案】(1)1.44 (2)1.20 (3) 【详解】（1）只闭合S1，理想电压表所在支路相当于断路，电压表示数为电源电动势，则电源电动势 （2）由题图乙可知，电压表的分度值为0.1V，电压表读数为1.20V。 （3）S1、S2均闭合时，由闭合电路欧姆定律得 代入数据解得 2．（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 【详解】（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 5 / 32 学科网（北京）股份有限公司 $