3-第4章 第三节 测量电源的电动势和内阻（word同步练习）-【学而思】2026-2027学年高二物理必修第三册（粤教版）

**基本信息** 聚焦“测量电源的电动势和内阻”实验，通过基础与能力分层设计，构建从经典实验操作到创新情境应用的知识巩固路径，培养科学探究与科学思维素养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础过关练|实验电路选择、器材选用、基础数据处理|以课本经典实验为载体，如干电池电动势测量，通过U-I图像绘制巩固闭合电路欧姆定律| |能力提升练|复杂数据处理、误差分析、创新实验设计|结合温差电源等真实情境，要求分析电表内阻影响、改进实验方案，深化科学论证能力|

第四章　闭合电路 第三节　测量电源的电动势和内阻 基础过关练 题组一　课本经典实验 1.利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内阻,要求尽量减小实验误差。 (1)应该选择的实验电路是图中的　　　　(选填“甲”或“乙”);  (2)现有电流表(0~0.6 A)、开关和导线若干及以下器材: A.电压表(0~15 V) B.电压表(0~3 V) C.滑动变阻器(0~50 Ω) D.滑动变阻器(0~500 Ω) 实验中电压表应选用　　　　;滑动变阻器应选用　　　　;(选填相应器材前的字母)  (3)某位同学记录6组数据如表所示,其中5组数据的对应点已经标在如图丙的坐标纸上,请标出余下一组数据的对应点,并画出U-I图线; 序号 1 2 3 4 5 6 电压U/V 1.45 1.40 1.30 1.25 1.20 1.10 电流I/A 0.060 0.120 0.240 0.260 0.360 0.480 丙 (4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E=　　　　V,内阻r=　　　　Ω。  2.(2025广东佛山检测)为测定一节新干电池的电动势和内阻(已知该干电池的内阻相当小,额定电流为0.7 A),可供选择的器材有: A.电压表(量程0~15 V,内阻为20 kΩ) B.电压表(量程0~3 V,内阻为10 kΩ) C.电流表(量程0~3 A,内阻约为0.2 Ω) D.电流表(量程0~0.8 A,内阻约为0.5 Ω) E.滑动变阻器(最大电阻2 kΩ,额定电流2 A) F.滑动变阻器(最大电阻10 Ω,额定电流0.7 A) G.定值电阻R0=1 Ω H.开关、导线若干 (1)要减小实验误差且操作方便,电压表应该选择　　　　,电流表应该选择　　　　,滑动变阻器应该选择　　　　(填字母代号);  (2)图中的电路图应选择　　　　。  　　　　　　 (3)实验测得9组数据,已标在如图的坐标中,从图中可得电池电动势 E=　　　　V(结果保留两位小数),内阻r=　　　　Ω(结果保留两位有效数字)。  题组二　拓展创新实验 3.(2024广东深圳期末)当两种不同的导体构成闭合回路时,如果两个接点的温度不同,则接点间会有电动势产生,这种装置叫温差电源。已知某温差电源的电动势随两端温差变化的关系如图甲所示。物理兴趣小组欲通过测量温差电源电动势来间接测定两接点间温差。 　　 (1)按照图乙所示安装实验器材。闭合开关前,电阻箱R0阻值应调到　　　　(填“最小”或“最大”);调节并记录R0,此时电流表指针位置如图丙所示,其示数为I=　　　　A;改变R0的阻值,记录多组数据,作出-R0图像,如图丁所示。  　　 (2)由图丁可得,此温差电源电动势E=　　　　V。(结果保留两位有效数字)  (3)结合图甲信息,得出此时温差Δt=　　　　　℃。据此方案分析,电流表内阻对温差测量结果　　　　(填“有”或“无”)影响。  4.图(a)是某实验小组测量电源的电动势和内阻以及测量定值电阻阻值的实验电路,其中的电压表可视为理想电表。 他们的实验操作步骤为:①先断开开关S2、闭合开关S1,调节电阻箱的阻值,记下多组电压表的示数U和对应电阻箱的示数R;②再闭合S2,多次调节电阻箱的阻值,记下多组U和R。 根据实验测得的数据,他们作出了图(b)所示的-图像,其中两条直线Ⅰ和Ⅱ的斜率分别为k1、k2,在纵轴上的截距均为a。 图(a) 图(b) (1)S1、S2都闭合时的-图线是　　　　(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。  (2)根据-图像可得,电源的电动势E=　　　　、内阻r=　　　　;定值电阻的阻值Rx=　　　　。  能力提升练 题组一　实验数据处理 1.(2024四川乐山三模)某高中开展项目式学习,研究测量一节干电池的电动势和内阻。 　　　　　　 (1)甲同学利用图1所示的电路图测量干电池的电动势和内阻。闭合开关S,移动滑动变阻器滑片得到多组电流和电压值,在坐标纸上画出U-I图像如图2所示,可得电源电动势E=　　　　V,电源内阻r=　　　　Ω;(结果均保留三位有效数字)  (2)乙同学在没有电流表的情况下,设计了如图3所示的电路图测量干电池的电动势和内阻。闭合开关S,改变电阻箱的阻值,记录多组电压表示数U和电阻箱示数R,并画出-的图像如图4所示,可得电源电动势E=　　　　V,电源内阻r=　　　　Ω。(结果均保留三位有效数字)  2.如图为某物理兴趣小组测量水果电池电动势和内电阻的实验电路图,水果电池的电动势约为2 V,内阻约为200 Ω。其中虚线框内为用毫安表改装成的双量程电压表电路。 (1)虚线框内毫安表的内阻为Rg=50.0 Ω,满偏电流为Ig=3.00 mA;R1和R2为定值电阻,其中R1=950.0 Ω,若使用a和b接线柱,电压表量程为0~15 V;若使用a和c接线柱,电压表的量程为0~　　　V;R2=　　　Ω。  (2)实验提供了两个电流表:A1(量程0~10 mA,内阻约为25 Ω),A2(量程0~0.6 A,内阻约0.02 Ω);两个滑动变阻器,最大阻值分别为10 Ω和1 500 Ω。则应选电流表　　　　(填“A1”或“A2”),应选最大阻值为　　　　Ω的滑动变阻器。  (3)实验主要步骤如下: ①开关S2拨向c,将滑动变阻器R的滑片移到最　　　　(填“左”或“右”)端,闭合开关S1;  ②多次调节滑动变阻器的滑片记下相应的毫安表的示数I1和电流表的示数I2; ③在坐标系中描点画出I1-I2图像为一条一次函数图像,如图所示; ④则电源的电动势E=　　　　V,内阻r=　　　　Ω。(结果均保留3位有效数字)  3.(2024广东广州开学考试)某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池。该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r,但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为999.9 Ω,可当标准电阻用)、一只电流表(最大测量值Ig=0.6 A,内阻rg=0.1 Ω)和若干导线。 (1)请根据测定电源电动势E和内电阻r的要求,把图甲中器材连接起来。 甲 乙 (2)闭合开关,逐次改变电阻箱的阻值R,读出与R对应的电流表的示数I,并记录。当电阻箱的阻值R=2.6 Ω时,其对应的电流表的示数如图乙所示。处理实验数据时,首先计算出每个电流值I的倒数,再制作R-坐标图,如图丙所示,图中已标注出了(,R)的几个测量数据对应的坐标点,请你将与图乙实验数据对应的坐标点也标注在图丙上。 (3)在图丙上把描绘出的坐标点连成图线。 丙 (4)根据图丙描绘出的图线可得出这个电池的电动势E=　　　V,内阻 r=　　　Ω。  题组二　实验误差分析 4.(2025福建厦门一中期中)在做“测两节干电池的电动势和内阻”的实验时,有下列器材可供选用: A.电流表A:量程0~0.6 A;0~3 A B.电压表V:量程0~3 V;0~15 V C.滑动变阻器R:0~10 Ω,额定电流2 A D.待测电池、开关、导线 (1)请在图甲中用笔画线代替导线完成实物电路; (2)根据实验数据作出的U-I图像如图乙,则该电池的电动势E=　　　　V,内阻 r=　　　　Ω;(结果均保留三位有效数字)  (3)该同学在实验中发现,在保证所有器材安全的情况下,调节滑动变阻器的滑片时,电压表的示数取不到2.0 V以下。为使电压表示数能取到2.0 V以下,可以采用的改进的方法为　　　　　　　　　　　　　　　　　　;  (4)下列四个选项中,实线是由本次实验数据描点得到的U-I图像,虚线表示该电源真实的路端电压和干路电流的关系图像,表示正确的是　　　　。  　　　　　　 答案与分层梯度式解析 基础过关练 1.答案　(1)甲　(2)B　C　(3)见解析　(4)1.50(1.49~1.51)　0.83(0.81~0.85) 解析　(1)电流表内阻与电池内阻相差不多,如果用乙图误差较大,应选用甲图。 (2)干电池的电动势为1.5 V左右,为减小误差,应选择量程为0~3 V的电压表;根据电源电动势和电流表量程,应选择最大阻值为50 Ω的滑动变阻器。 (3)根据表中数据描点,第四组数据误差较大,应舍去,连线如图所示: (4)根据U-I图像,电源的电动势为纵轴的截距,为1.5 V,内阻为图线斜率的绝对值,则r= Ω≈0.83 Ω。 易错警示 测量干电池电动势和内阻实验的三个注意点 　　(1)为了使电池的路端电压变化明显,电池的内阻宜大些(选用已使用过一段时间的干电池)。 　　(2)电池在大电流放电时极化现象较严重,电动势E会明显下降,内阻会明显增大,故长时间放电时电流大小不宜超过0.3 A,短时间放电时电流大小不宜超过0.5 A,因此,实验中不要将电流调得过大,读电表示数时要快,每次读完后应立即断电。 　　(3)测出不少于6组的I、U数据,且变化范围要大些。如果用方程组求解,要将测出的I、U数据中第1组和第4组作为一组,第2组和第5组为一组,第3组和第6组为一组,分别解出E、r值,再求平均值。 2.答案　(1)B　D　F　(2)D　(3)1.50　0.14 解析　(1)一节干电池的电动势约为1.5 V,则电压表选0~3 V量程,故选B。所测干电池允许通过的最大电流为0.7 A,则电流表选择0~0.8 A量程,故选D。干电池内阻很小,为了使电压表示数变化明显,滑动变阻器应选阻值较小的,故选F; (2)本实验采用限流式接法即可,将定值电阻与电源串联以增大等效内阻,因等效内阻较小,故应采用相对电源的外接法,故电路图应选择D。 (3)根据闭合电路欧姆定律有U=E-I(R0+r),从U-I图像中可得E=1.50 V,R0+r= Ω≈1.14 Ω,解得r=0.14 Ω。 3.答案　(1)最大　0.40　(2)2.5　(3)4×102　无 解析　(1)为了保护电表和电源,闭合开关前,应使电路中电流最小,电阻箱R0阻值应调到最大;由题图丙知电流表示数I=0.40 A。 (2)设温差电源电动势为E,内阻为r,由闭合电路欧姆定律有E=I(R0+r),整理得=R0+,可见-R0图线的斜率为k== V-1,得E=2.5 V。 (3)由(2)中电动势结合题图甲可知此时温差Δt=4×102 ℃,因为是利用-R0图线的斜率求得的电源电动势,与电流表内阻无关,所以据此方案分析,电流表内阻对温差测量结果无影响。 4.答案　(1)Ⅰ　(2)　　 解析　(1)断开开关S2、闭合开关S1时有E=U+·(r+Rx),化简得=+·; 同理S1、S2都闭合时有=+·,可见S1、S2都闭合时的-图线的斜率小,因此图线是Ⅰ。 (2)根据-图像可得=a,=k1,=k2,解得电源的电动势E=,内阻r=,定值电阻的阻值Rx=。 能力提升练 1.答案　(1)1.40　1.00　(2)1.43　1.14 解析　(1)由闭合电路欧姆定律I=,整理可得U=E-Ir,结合题图2可知E=1.40V,r= Ω=1.00 Ω,所以电源电动势为1.40 V,电源内阻为1.00 Ω。 (2)由闭合电路欧姆定律可得=·+,结合题图4可知=0.70 V-1,=A-1,所以电源电动势为E≈1.43 V,电源内阻为r≈1.14 Ω。 2.答案　(1)3　4 000　(2)A1　1 500 (3)左　2.30　212 解析　(1)接a、c两接线柱时,毫安表与R1串联,则最大测量值为U=Ig(Rg+R1)=3×(50+950)×10-3 V=3 V,则R2= Ω-50 Ω-950 Ω=4 000 Ω。 (2)水果电池的电动势约为2 V,根据欧姆定律得I=≈ A=10 mA,故电流表选A1;因水果电池内阻较大,为了便于调节,应选择最大阻值为1 500 Ω的滑动变阻器。 (3)①为了让电流由最小开始调节,开始时滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大位置,即应滑到最左端。 ④由闭合电路欧姆定律有E=I1(Rg+R1)+(I1+I2)r,变形得I1=-I2,由此可知,由图像与纵坐标的交点可求电源的电动势,=1.9×10-3 A,由图像的斜率可求出内阻,=,联立可得r=212 Ω,E=2.30 V。 3.答案　(1)图见解析　(2)(3)图见解析　(4)1.52(1.46~1.54)　0.3(0.25~0.35) 解析　(1)把各器件直接串联即可,如图所示。 (2)(3)当R=2.6 Ω时,由图乙可知I=0.50 A,=2 A-1,坐标为(2,2.6),在图丙中描出该点。 各数据点大致在一条直线上,即R-图线是一条倾斜的直线,连线时不能连成折线;为减小偶然误差,个别偏离直线太远的点舍去。 (4)由闭合电路的欧姆定律得E=I(R+r+rg),则R=-(r+rg),故R-图线的斜率k表示电池电动势E的大小,纵轴截距的绝对值表示(r+rg),则E=k= V≈ 1.52 V,r=0.3 Ω。 4.答案　(1)图见解析　(2)2.88　1.30　(3)在电源旁边串联一个小电阻　(4)A 解析　(1)滑动变阻器采用限流式接法,电压表需要测量路端电压,两节干电池的电动势约为3 V,所以电压表选择0~3 V量程,据题意分析可知电路中允许通过的最大电流不超过0.6 A,所以电流表选用0~0.6 A量程,电路图如图所示: (2)根据闭合电路欧姆定律有U=E-Ir,结合题图乙可得,图线纵截距表示电动势大小E=2.88 V,图线斜率的绝对值表示电源内阻大小r= Ω≈1.30 Ω。 (3)调节滑动变阻器的滑片时,电压表的示数取不到2.0 V以下,说明电源内阻过小,需要在电源旁边串联一个小电阻。 (4)若考虑电压表分流,由闭合电路欧姆定律可得U=E-r,整理得U=E-I,可知E测<E真,r测<r真,故选A。 13 学科网（北京）股份有限公司 $