22 热点二十二 实验：测定电源的电动势和内阻 练习使用多用电表(教用Word)-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·物理

**基本信息** 聚焦电学实验核心技能，以闭合电路欧姆定律为原理，通过真题系统训练欧姆表使用与电源参数测量，融合科学探究与科学思维方法。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |欧姆表使用|1题（2025安徽卷）|调零操作（短接调0）、倍率选择（中值刻度匹配）|从表头原理（Ig、Rg）到欧姆表改装（串并联电阻），结合闭合电路欧姆定律分析电路电流与待测电阻关系| |电源电动势与内阻测量|4题（2023浙江等卷）|图像法（U-I图截距得E、斜率得r）、误差分析（电表内阻影响修正）|基于U=E-Ir公式，通过伏安法、电阻箱法等实验方案，从数据采集到图像处理，构建原理-操作-误差的完整逻辑链|

热点二十二　实验：测定电源的电动势和内阻　练习使用多用电表 1．(2025·安徽卷，T12)某同学设计了一个具有两种挡位(“×1”挡和“×10”挡)的欧姆表，其内部电路如图甲所示。电源为电池组(电动势E的标称值为3.0 V，内阻r未知)，电流表G(表头)的满偏电流Ig＝20 mA，内阻Rg＝45 Ω，定值电阻R0＝5 Ω，滑动变阻器R的最大阻值为200 Ω。设计后表盘如图乙所示，中间刻度值为“15”。 (1)测量前，要进行欧姆调零：将滑动变阻器的阻值调至最大，闭合开关S1、S2，此时欧姆表处于“×1”挡，将红表笔与黑表笔________，调节滑动变阻器的阻值，使指针指向________(选填“0”或“∞”)刻度位置。 (2)用该欧姆表对阻值为150 Ω的标准电阻进行试测，为减小测量误差，应选用欧姆表的________(选填“×1”或“×10”)挡。进行欧姆调零后，将电阻接在两表笔间，指针指向图乙中的虚线位置，则该电阻的测量值为________Ω。 (3)该同学猜想造成上述误差的原因是电源电动势的实际值与标称值不一致。为了测出电源电动势，该同学先将电阻箱以最大阻值(9 999 Ω)接在两表笔间，接着闭合S1、断开S2，将滑动变阻器的阻值调到零，再调节电阻箱的阻值。当电阻箱的阻值调为228 Ω时，指针指向“15”刻度位置(即电路中的电流为10 mA)；当电阻箱的阻值调为88 Ω时，指针指向“0”刻度位置(即电路中的电流为20 mA)，由测量数据计算出电源电动势为________V(结果保留2位有效数字)。 解析：(1)欧姆表测电阻时选择倍率后应先进行欧姆调零，具体操作是将红黑表笔短接，调节滑动变阻器的阻值，使电流表G的指针指向电流满偏，此时外部电阻为0，在刻度盘上指针指向“0”刻度位置。 (2)欧姆表表盘刻度不均匀，为了减小读数误差，测量时应使指针指向中值刻度附近。根据题意可知表盘中值刻度为“15”，测量150 Ω的标准电阻，应选欧姆表的“×10”挡，由题图乙中的虚线位置可知对应测量值为160 Ω。 (3)由题意可知当电阻箱阻值R1＝228 Ω时，电路中电流I1＝10 mA，当电阻箱阻值R2＝88 Ω时，电路中电流I2＝20 mA。根据闭合电路欧姆定律可得E＝I1(r＋Rg＋R1)，E＝I2(r＋Rg＋R2)，联立解得r＝7 Ω，E＝2.8 V。 答案：(1)短接　0　(2)×10　160　(3)2.8 2．(2023·6月浙江，T16－Ⅱ)在“测量干电池的电动势和内阻”实验中。 (1)部分连线如图1所示，导线a端应连接到________(选填“A”“B”“C”或“D”)接线柱上。正确连接后，某次测量中电压表指针位置如图2所示，其示数为________V。 (2)测得的7组数据已标在如图3所示U－I坐标系上，用作图法求干电池的电动势E＝________V和内阻r＝________Ω。(计算结果均保留2位小数) 解析：(1)根据利用电压表和电流表测量干电池电动势和内阻的实验原理，可知导线a应该连接到B接线柱上，测外电路的总电压；根据电压表读数规则可知，电压表示数为1.20 V。 (2)将坐标系上的点用直线拟合，使尽可能多的点分布在直线上，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，离直线较远的点舍去，如图所示，则图线的纵截距等于电池的电动势，E＝1.50 V；斜率的绝对值等于干电池的内阻，r＝1.04 Ω。 答案：(1)B　1.20　(2)1.50　1.04 3．(2022·天津卷，T10)实验小组测量某型号电池的电动势和内阻。用电流表、电压表、滑动变阻器、待测电池等器材组成如图1所示实验电路，由测得的实验数据绘制成的U－I图像如图2所示。 (1)图1的电路图为下图中的________(选填“A”或“B”)。 (2)如果实验中所用电表均视为理想电表，根据图2得到该电池电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。 (3)实验后进行反思，发现上述实验方案存在系统误差。若考虑到电表内阻的影响，对测得的实验数据进行修正，在图2中重新绘制U－I图线，与原图线比较，新绘制的图线与横坐标轴交点的数值将________，与纵坐标轴交点的数值将________。(均选填“变大”“变小”或“不变”) 解析：(1)通过观察实物图可知电压表接在电源两端，故电路图为B。 (2)根据闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir，有U＝－Ir＋E，则U－I图线在纵轴上的截距表示电池的电动势E，斜率的绝对值是电池的内阻r，根据图像可知，电池电动势E＝4.5 V，内阻r＝ Ω＝1.8 Ω。 (3)分析测量电路可知系统误差的来源是电压表的分流作用，使得电流表的示数小于流过电池的电流，即I＝I测＋>I测，因RV不变，随着U测减小，电压表电流减小，当电压U测趋于0时，I趋于I测，故新绘制的图线与横坐标轴交点的数值将不变；电压表和电源并联，测量的内阻是电压表和电源并联后的电阻，即内阻测量值偏小，图像斜率偏小，修正后斜率变大，与纵坐标轴交点的数值将变大。 答案：(1)B　(2)4.5　1.8　(3)不变　变大 4．(2022·福建卷，T12)在测量某电源电动势和内阻时，因为电压表和电流表的影响，不论使用何种接法，都会产生系统误差，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甲实验电路进行测量。已知R0＝2 Ω。 (1)按照图甲所示的电路图，将图乙中的器材实物连线补充完整。 (2)实验操作步骤如下： ①将滑动变阻器滑到最左端位置 ②接法Ⅰ：单刀双掷开关S与1接通，闭合开关S0，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据U1－I1的值，断开开关S0 ③将滑动变阻器滑到最左端位置 ④接法Ⅱ：单刀双掷开关S与2闭合，闭合开关S0，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据U2－I2的值，断开开关S0 ⑤分别作出两种情况所对应的U1－I1和U2－I2图像 (3)单刀双掷开关接1时，某次读取电表数据时，电压表指针如图丙所示，此时U1＝________V。 (4)根据测得数据，作出U1－I1和U2－I2图像如图丁所示，根据图线求得电源电动势E＝_______________________________， 内阻r＝________。(结果均保留2位小数) (5)由图丁可知________(选填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)测得的电源内阻更接近真实值。 (6)综合考虑，若只能选择一种接法，应选择________(选填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)测量更合适。 解析：(1)根据题图甲所示的电路图，实物连接如图所示。 (3)量程为0～3 V的电压表分度值为0.1 V，需要估读到分度值的下一位，由题图丙可知电压表读数为U1＝1.30 V。 (4)当单刀双掷开关接1时，电流表示数为零时，电压表测量准确，故电动势为U1－I1图像中的纵轴截距，则有E＝1.80 V。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U2－I2图像可知此时电路电流为0.40 A，根据闭合电路欧姆定律可知I＝，解得内阻r＝－R0＝ Ω－2 Ω＝2.50 Ω。 (5)由题图丁可知U1－I1图线的斜率为k1＝ Ω＝R0＋r1，解得r1＝3.00 Ω，由题图丁可知U2－I2图线的斜率为k2＝ Ω＝R0＋r2，解得r2＝2.25 Ω，可得＝＝0.2>＝＝0.1，故接法Ⅱ测得的电源内阻更接近真实值。 (6)由电路图可知接法Ⅰ的误差来源是电流表的分压，接法Ⅱ的误差来源是电压表的分流，由于电源内阻较小，远小于电压表内阻，结合(5)问分析可知，若只能选择一种接法，应选择接法Ⅱ更合适。 答案：(1)图见解析　(3)1.30　(4)1.80 V　2.50 Ω (5)接法Ⅱ　(6)接法Ⅱ 5．(2023·湖北卷，T12)某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了图(a)所示的电路，所用器材如下： 电压表(量程0～3 V，内阻很大)； 电流表(量程0～0.6 A)； 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(a)，完成图(b)中的实物图连线。 (2)调节电阻箱到最大阻值，闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值R、相应的电流表示数I和电压表示数U。根据记录数据作出的U－I图像如图(c)所示，则干电池的电动势为________V(保留3位有效数字)、内阻为________Ω(保留2位有效数字)。 (3)该小组根据记录数据进一步探究，作出－R图像如图(d)所示。利用图(d)中图像的纵轴截距，结合(2)问得到的电动势与内阻，还可以求出电流表内阻为________Ω(保留2位有效数字)。 (4)由于电压表内阻不是无穷大，本实验干电池内阻的测量值________(选填“偏大”或“偏小”)。 解析：(1)实物连线如图所示。 (2)由电路结合闭合电路欧姆定律可得U＝E－Ir 由题图(c)可知E＝1.58 V，内阻r＝ Ω≈0.64 Ω。 (3)根据E＝I(R＋RA＋r)可得＝·R＋，由题图(d)可知＝2 A－1，解得RA≈2.5 Ω。 (4)由于电压表内阻不是无穷大，则实验测得的是电压表内阻与电源内阻的并联值，即实验中测得的干电池内阻偏小。 答案：(1)实物图见解析　(2)1.58　0.64　(3)2.5 (4)偏小 学科网（北京）股份有限公司 $