第4章 专题强化练6 测电源电动势和内阻的实验创新（word同步练习）-【学而思】2026-2027学年高二物理必修第三册（鲁科版）

**基本信息** 聚焦电源电动势和内阻测定的实验创新，通过安阻法、伏阻法、安安法、伏伏法四大模块，系统构建基于闭合电路欧姆定律的图像化解题体系，强化科学思维与科学探究能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |安阻法|1题|结合电阻定律推导1/I-L线性关系，用截距求E|闭合电路欧姆定律→电阻定律→图像斜率/截距应用| |伏阻法|1题|通过电压表与定值电阻并联构建1/U-R关系|电路等效→欧姆定律变形→误差分析| |安安法|1题|电流表改装电压表后建立I1-I2线性方程|电表改装原理→闭合电路欧姆定律→图像法求解| |伏伏法|1题|利用两电压表读数关系推导U1-U2表达式|非理想电表处理→函数图像化→内阻动态分析|

专题强化练6　测电源电动势和内阻的实验创新 题组一　“安阻法”测定电源的电动势和内阻 1.（2025江苏苏州期中）某探究小组要测量某电池的电动势，可利用的器材有：待测电池、粗细均匀的金属丝、金属夹、刻度尺、电流表（内阻极小）、电阻箱、开关S、导线若干等。他们设计了如图甲所示的实验电路，主要实验步骤如下： 　 （1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，测量结果如图乙所示，则金属丝直径d=　　　mm；  （2）将金属丝拉直固定，按照图甲连接电路，金属夹A固定于金属丝左端，金属夹B置于金属丝的右端，电阻箱调至最大阻值； （3）闭合开关S，将电阻箱阻值调节为0，快速滑动金属夹B至适当位置并记录电流表示数I（在电流表量程内），断开开关S，记录金属夹B与金属丝左端的距离L，多次重复实验，记录多组I、L的值； （4）将电阻箱阻值调节为R，改变L的长度并多次重复实验，记录多组I、L值； （5）分别作出电阻箱阻值为0和电阻箱阻值为R时的-L图像如图丙所示，图中图线　　　（选填“Ⅰ”或“Ⅱ”）是电阻箱阻值为0时的-L图线；  （6）由图线得出纵轴截距分别为b1、b2，则待测电池的电动势大小为　　　　（用b1、b2、R表示）。  题组二　“伏阻法”测定电源的电动势和内阻 2.（2026山东泰安第一中学学情检测）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0~1 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）为保护电压表，闭合开关前，电阻箱接入电路的阻值可以选　　　Ω（填“5.0”或“15.0”）；  （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=　　　　　　　；  （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）；  （6）若将图（a）中的电压表当成理想电表，得到的电源电动势为E'，由此产生的误差为×100%=　　　　%。  题组三　“安安法”测定电源的电动势和内阻 3.（2026浙江浙南名校联盟联考）如图甲所示是标称电压为9 V的方形“叠层电池”，具有体积小、输出电压高的特点，主要应用于便携式设备，如对讲机、遥控玩具、多用电表等。某实验小组利用如图乙所示的电路来测量从玩具车上换下来的叠层电池的电动势和内阻，可供选择的器材有： ①电流表A1，量程为0~1.0 mA，内阻RA1=500 Ω ②电流表A2，量程为0~0.6 A，内阻约为0.1 Ω ③滑动变阻器R，最大阻值为100 Ω ④电阻箱R0，调节范围为0~9 999 Ω ⑤一个开关、导线若干 　　 （1）该实验小组将电流表A1与电阻箱R0串联后改装成量程为0~10 V的电压表，则电阻箱R0应调至　　　　Ω。  （2）改变滑动变阻器滑片的位置，测得多组实验数据，并作出如图丙所示的I1-I2关系图像，如果图线与纵轴的交点坐标为（0，0.84 mA），图线的斜率的绝对值为0.69×10-3，则通过计算可得叠层电池的电动势为E=　　　V，内阻r=　　　Ω。（结果均保留2位有效数字）  （3）如图丁所示为某型号小灯泡的伏安特性曲线，如果三个该型号的灯泡串联起来与上述叠层电池组成如图戊所示的电路，闭合开关后一个灯泡消耗的功率为　　　　W（结果保留2位有效数字）。  题组四　“伏伏法”测定电源的电动势和内阻 4.（2026湖南永州一中期中）某实验小组要测量一个特殊电池的电动势E和内阻r（内阻较大且随电流变化），该电池电动势在一定范围内能保持稳定。提供的实验器材有：电压表V1（量程0~3 V，内阻约3 kΩ）、电压表V2（量程0~3 V，可视为理想电压表）、滑动变阻器R、定值电阻R0（阻值5 Ω）、开关及导线若干。 主要实验步骤如下： （1）连接器材：根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线将图乙中的实物图补充完整。 （2）调节滑动变阻器，记录多组电压表V1的读数U1和电压表V2的读数U2，通过计算机描点作图得到该电池的U1-U2曲线，如图丙所示，由此可知该电池的电动势为　　　　V；当电压表V1的读数U1=1.5 V时，该电池内阻为　　　　Ω。（结果均保留2位有效数字）  （3）实验中因电压表V1内阻的影响，测得电池的内阻会比实际值　　　　（选填“偏大”“偏小”或“无影响”）。  答案与分层梯度式解析 专题强化练6　测电源电动势和内阻的实验创新 1.答案　（1）2.165（2.164、2.166均正确）　（5）Ⅰ　（6） 解析　（1）金属丝直径d=2 mm+16.5×0.01 mm=2.165 mm。 （5）电阻箱阻值为0时，根据闭合电路的欧姆定律得E=I（R金属丝+r），根据电阻定律可得R金属丝=ρ，整理得=L+；电阻箱阻值为R时，根据闭合电路的欧姆定律得E=I（R金属丝+R+r），整理得=L+；可知电阻箱阻值为0时，-L图线的纵轴截距较小，故图线Ⅰ是电阻箱阻值为0时的-L图线。 （6）-L图线的纵轴截距为b1=，b2=，联立可得待测电池的电动势大小为E=。 方法技巧　应用安阻法测电源的电动势和内阻时，需要根据电路图结合闭合电路的欧姆定律，写出包含E和r的函数表达式，再结合图像整理得出与横、纵坐标物理量相关的一次函数表达式形式，利用图线的斜率、截距求解电源的电动势和内阻。 2.答案　（1）15.0　（3）R+　（5）1.55　0.8　（6）5 解析　（1）由串、并联电路特点及闭合电路欧姆定律可得E=（R+r）+U，电压表满偏时，电阻箱接入电路的电阻值R=-r= Ω-r=9.5 Ω-r>7.5 Ω，可选用15.0 Ω。 （3）E=（R+r）+U，整理可得=·R+。 （5）图（b）中图线的斜率k=0.034 V-1·Ω-1，即·=0.034 V-1·Ω-1，解得E≈1.55 V；图（b）中图线与R=0轴线交点的纵坐标约为b=0.673 V-1，即=0.673 V-1，解得r≈0.8 Ω。 （6）若电压表为理想电表，同理可得=R++ ，即=k，解得E'≈1.47 V，由此产生的误差×100%≈5%。 3.答案　（1）9 500　（2）8.4　6.9　（3）0.57 解析　（1）根据电表的改装原理可知，电阻箱R0的阻值为R0=-RA1=9 500 Ω。 （2）根据闭合电路欧姆定律得E=（I1+I2）r+I1（R0+RA1），通过变形得I1=-I2，由I1-I2关系图线的截距和斜率，结合表达式可知=0.69×10-3，=0.84×10-3 A，解得E≈8.4 V，r≈6.9 Ω。 （3）设每个灯泡中的电流为I，两端电压为U，则由闭合电路欧姆定律可得E=3U+Ir，则I=-+ A，将其画到灯泡的I-U图像中，如图所示， 交点电压为U=2.2 V，电流为I=0.26 A，则闭合开关后一个灯泡消耗的功率为P=UI≈0.57 W。 4.答案　（1）图见解析　（2）2.9　5.6　（3）偏小 解析　（1）根据电路图，实物连接情况如图所示： （2）根据闭合电路的欧姆定律，可得U1=E-r，结合U1-U2图像，可得电池的电动势可用纵轴截距表示，则E=2.9 V；当U1=1.5 V时，U2=1.25 V，代入上式解得r=5.6 Ω。 （3）根据电路图可知，测得的内阻是电池内阻与电压表V1内阻的并联电阻，导致测量值小于实际值。 7 学科网（北京）股份有限公司 $