12.3电池电动势和内阻的测量 同步练习-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 针对高二“电池电动势和内阻的测量”实验，采用“基础夯实+能力提升”分层设计，通过选择与实验大题结合，构建从原理理解到综合应用的知识巩固路径，培养物理观念与科学探究能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础夯实|基本原理与电路选择|6道选择题，聚焦U-I图像分析、误差来源（如电压表分流）等单一知识点，强化物理观念| |能力提升|伏安法/安阻法/伏阻法测电动势与内阻|6道实验大题，涉及器材选择（滑动变阻器、电表改装）、数据处理（图像斜率计算），体现科学探究与科学思维|

2026-2027学年度上学期高二课时作业 实验：电池电动势和内阻的测量 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 基础夯实 一、基本原理与电路选择 1．某同学按图甲电路测量一节干电池的电动势和内阻，根据测得的数据作出图乙所示的U-I图像，下列说法正确的是（     ） A．开关闭合前滑片应置于右端 B．干电池内阻的测量值为 C．干电池电动势的测量值为 D．实验误差来源于电压表分流 2．利用图甲和图乙两种电路，分别测定一节干电池的电动势和内阻，考虑电表内阻的影响，下列说法正确的是（     ） A．甲电路误差的主要原因是电流表分压 B．乙电路误差的主要原因是电压表分流 C．假设甲电路和乙电路的滑动变阻器被短路，则流过电池的电流不同 D．甲电路中的滑动变阻器滑片向右滑动，电流表的示数减小 3．图甲、乙、丙 、丁中，电流表A内阻约1.0Ω，电压表V内阻约1kΩ，电压表示数为U，电阻箱接入电路的阻值为R，关于测定电源电动势和内阻的实验，下列说法正确的是（　　） A．图甲适用于内阻较小的电源，电动势的测量值等于真实值 B．图乙的系统误差来源于电流表分压，内阻的测量值小于真实值 C．图丙，内阻的测量值等于电源内阻与电流表内阻之和 D．图丁，U−R的图像是一条倾斜的直线 4．在探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻实验中，提供的实验器材除电源和开关以外，有以下四种组合，其中不可取的一组器材是（　　） A． B． C． D． 5．某同学利用如图所示的电路测定干电池的电动势和内电阻，在是否可忽略电流表内阻这种情况下，以电阻箱读数R为横坐标，电流表读数的倒数为纵坐标。下图中实线代表电流表内阻可忽略的情况，虚线代表电流表内阻不可忽略的情况，这四幅图中，能正确反映相关物理量之间关系的是（　　） A． B． C． D． 6．如图甲所示为测量电源的电动势E和内阻r的实验方案，通过改变滑动变阻器R的阻值得到多组电压表示数U和电流表示数I的数据，得到如图乙所示的U－I图像。已知电表为理想电表，通过图像分析可得电源的电动势E和内阻r分别是（　　） A．E＝1.50V、r＝2.5Ω B．E＝1.50V、r＝2.1Ω C．E＝1.25V、r＝2.5Ω D．E＝1.25V、r＝2.1Ω 能力提升 二、伏安法测电动势与内阻 7．在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻”的实验中 (1)备有如下器材： A．干电池1节         B．滑动变阻器 C．滑动变阻器     D．电压表 E.电流表         F.电流表 G.开关、导线若干 其中滑动变阻器应选________，电流表应选________。（均填器材前的序号） (2)所选电流表的内阻大小和干电池的内阻大小比较接近，为了最大限度的减小实验误差，某同学采用最合理的实验。根据实验数据画出的图像如图所示， 由图像可得电池的电动势为________，（结果保留两位小数） 由图像可得电池的内阻为________。（结果保留两位有效数字） (3)该实验电动势的测量值________真实值，内阻的测量值________真实值。（填“大于”“等于”或“小于”） 8．某小组选用以下器材测量旧电池的电动势和内阻。 A、待测旧电池（电动势约为4.2V） B、滑动变阻器（0~1000Ω） C、滑动变阻器（0~50Ω） D、电压表（0~3V，内阻为3kΩ） E、电流表（0~0.6A） F、阻值为1.5kΩ的定值电阻 G、阻值为150Ω的定值电阻 (1)设计的电路图如图甲所示，其中滑动变阻器R应选___________，定值电阻R0应选___________。（填器材前字母序号） (2)按照图甲电路连接实物，调整滑动变阻器读取多组电压表和电流表的数据。以U为纵坐标、I为横坐标建立坐标系，得到U-I图像如图乙所示。由该图像可求得这个旧电池的电动势E=______V，内阻r =______Ω。（结果均保留两位有效数字） (3)若只考虑实验中电表内阻引起的系统误差，由上述图线求得的电动势与真实值相比___________，内阻与真实值相比___________。（均填“偏大”“偏小”或“准确”） 三、安阻法测电动势与内阻 9．某实验探究小组利用下列实验器材测量电池的电动势和内阻。 A．待测电池（电动势约1.5V，内阻r较小） B．灵敏电流表G（量程0~100mA，内阻rg=18Ω） C．电阻箱R（0~10.00Ω） D．各种型号的定值电阻 E．开关及导线若干 (1)为了满足实验要求，该实验小组首先把现有的灵敏电流表改装成0~0.6A的电流表，改装时应并联一个阻值为________Ω的定值电阻。 (2)该实验小组利用改装后的电流表和上述器材用图甲所示电路来测电源的电动势和内阻。图乙是实验小组由实验数据绘出的﹣R（其中I为改装后电流表的示数）图像，根据图像及条件可求得电源的电动势E=________V，内阻r=________Ω（结果均保留两位有效数字）。 10．电动汽车使用的电源一般由许多小型锂电池串并联组成，有小组设计实验测定某一节锂电池的电动势和内阻，如图甲所示，其中单位角度对应电阻丝的阻值为，主要实验步骤如下： (1)将器材如图甲所示连接。开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的__________（选择：“”或“B”）端； (2)改变金属夹的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角和电流表示数，得到多组数据，并作出图像如图乙所示。其中图线斜率为，与纵轴截距为，则该节锂电池的电动势和内阻可表示为__________，__________。（用、、、表示） 四、伏阻法测电动势与内阻 11．“伽利略”学习小组想测定两节串联干电池的电动势和内阻。他们手头有一量程为0~250μA、内阻为1000Ω的表头，首先把表头改装为0~3V的电压表，小组同学经过计算后将一阻值为的定值电阻与表头连接，进行改装。 (1)小组同学首先把表头改装为0~3V的电压表，小组同学需将一阻值大小为______Ω与表头串联连接，进行改装。 (2)小组同学将校准之后的改装电压表V与电阻箱R（最大阻值为99.99Ω）、待测电源按图甲连接，闭合开关S，调节电阻箱，记录多组电阻箱和改装电压表换算后的示数，作出相应的图像如图乙所示，结合图乙可知这两节串联干电池的电动势______V，总内阻______Ω。（结果均保留三位有效数字） 12．某学习小组按照如图1所示的电路图安装实验器材，测量一节干电池的电动势和内阻，其中为电阻箱，定值电阻。 (1)实验中多次改变电阻箱的阻值，从电压表上读出相应的示数，发现与不成线性关系，于是求出了各自的倒数如下表。 测量次数 1 2 3 4 5 6 7 0.025 0.050 0.100 0.125 0.200 0.250 0.500 0.759 0.828 0.808 1.035 1.242 1.380 2.070 根据表中的数据和实验原理，可以判断出第_____次（填序号）测量的数据是错误的。 (2)该小组作出的图像如图2所示，可知该干电池电动势的测量值_____V，内阻_____。（结果均保留3位有效数字） (3)若流过电压表的电流不能忽略，由此测得的干电池的电动势与真实值相比_____（选填“偏大”“相等”或“偏小”）。 试卷第6页（共6页） 试卷第5页（共6页） 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 答案 D C C D B A 1．D 【详解】A．由图甲可知，滑动变阻器滑片右侧部分接入电路，为了保护电路，开关闭合前应将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，即滑片应置于左端，故A错误； B．根据闭合电路欧姆定律有 可知图像的斜率绝对值表示干电池内阻，结合图像数据有 解得 可知干电池内阻的测量值为，故B错误； C．当时，路端电压等于干电池电动势，由图乙可知干电池电动势的测量值为，故C错误； D．按图甲电路进行实验，由于电压表并非理想电表，其分流作用会导致电流表测得的电流小于流过干电池的实际电流，因此该实验误差来源于电压表分流，故D正确。 故选D。 2．C 【详解】A．甲电路中电压表测量电源的外电压准确，因为电压表起分流作用，电流表测量通过电源的电流偏小，即误差来自电压表的分流，故A错误； B．乙电路中电流表测量通过电源的干路电流准确，因为电流表的分压作用，电压表测量的路端电压偏小，即误差来自电流表的分压，故B错误； C．如果甲电路中滑动变阻器短路，电流表和电压表并联，如果乙电路中滑动变阻器短路，电压表被短路，外电路中只有电流表，可知两种情况下外电阻大小不同，由闭合电路欧姆定律可知，流过电池的电流不同，故C正确； D．甲电路中的滑动变阻器滑片向右滑动，滑动变阻器接入阻值减小，外部电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，干路电流增大，路端电压减小，流过电压表电流减小，所以电流表的示数增大，故D错误。 故选C。 3．C 【详解】A．图甲是内接法，适用于电流表内阻已知或内阻较大的电源，电动势的测量值等于真实值，故A错误； B．图乙的电流表测量的不是总电流，系统误差来源于电压表的分流，内阻的测量值小于真实值，故B错误； C．对图丙由闭合电路欧姆定律可得 整理得 根据图像可得内阻的测量值，即电源内阻与电流表内阻之和，故C正确； D．对图丁由闭合电路欧姆定律可得 整理得 由上式可知的图像是一条倾斜的直线，故D错误。 故选C。 4．D 【详解】A．用一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器做实验可以测出多组U、I值，根据闭合回路欧姆定律可得 E=U+Ir 可测量多组数据到式求解，故A可取； B．用一个伏特表和多个定值电阻做实验，可以测出多组U、R值，根据欧姆定律可得 可以列方程组求出E、r，故B可取； C．用一个安培表和一个电阻箱，可以测出多组I、R值，根据欧姆定律可得 E=I（r+R） 可以列方程组求出E、r，故C可取； D．两个安培表和一个滑动变阻器，由于不知道滑动变阻器电阻，故无法测量，故D不可取。 故选D。 5．B 【详解】若不考虑电流表的内阻则 则 考虑电流表的内阻 则 两种情况斜率相同，截矩不同，电流表内阻不可忽略时截矩大，虚线在实线的上方。 故选B。 6．A 【详解】根据闭合电路欧姆定律可得 整理可得 所以，结合图线可知时， 故选A。 7．(1) B E (2) 1.50 1.0 (3) 小于 小于 【详解】（1）[1][2]干电池电动势约1.5V，内阻较小，选择小阻值滑动变阻器B，更方便调节，大阻值滑动变阻器会使电流变化不明显，增大误差；干电池工作电流一般不超过0.6A，小量程电流表精度更高，因此电流表选E。 （2）[1][2]所选电流表的内阻大小和干电池的内阻大小比较接近，实验电路采用外接法，如图所示 根据闭合电路欧姆定律 可知图像的纵轴截距等于电源电动势，由图可得，电动势 图像斜率的绝对值等于电源内阻，即 （3）[1][2]本题采用电流表相对电源外接法，误差来源于电压表的分流，电流表测量值偏小，当外电路短路时，电流测量值等于真实值，电源的图像如图所示 由图象可知，电动势测量值小于真实值，电源内阻测量值小于真实值。 8．(1) C F (2) 4.0 1.2 (3) 偏小 偏小 【详解】（1）[1][2]为了方便调节，滑动变阻器R应选阻值较小的C；定值电阻R0应选与电压表阻值相当的 F。 （2）[1][2]电压表接R0后相当于量程变为 即U-I图像的纵轴坐标的1.5倍等于路端电压，则由该图像可求得这个旧电池的电动势 内阻 （3）[1][2]实验中电流表测得的电流为通过滑动变阻器的电流，由于电压表分流，流过内阻 r 的实际干路电流大于测得的电流，此时有 整理可得 又，由此可知， 所以由此可知E测<E真，r测<r真。 即若只考虑实验中电表内阻引起的系统误差，由上述图线求得的电动势与真实值相比偏小，内阻与真实值相比偏小。 9．(1)3.6 (2) 1.5 0.75 【详解】（1）灵敏电流表满偏电流，内阻，改装后总量程 满偏时，并联支路电压相等 解得 （2）[1][2]并联电阻后，电流表总内阻 根据闭合电路欧姆定律，对图甲电路有 整理得 斜率，纵轴截距 从图乙取两点：时，；时， 斜率 解得 纵轴截距 解得 10．(1)B (2) 【详解】（1）为了保护电流表，开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的最大阻值处，即B端。 （2）[1][2]电阻丝的阻值与长度成正比，根据数学关系可得 根据闭合电路欧姆定律 即 变形得 所以， 解得， 11．(1)11000 (2) 2.78 0.200 【详解】（1）表头满偏电流 根据欧姆定律有 解得 （2）[1][2]由题图甲，根据闭合电路欧姆定律有 整理得 结合题图乙可知斜率，纵截距为 代入数据解得， 12．(1)3 (2) 1.45 1.00 (3)偏小 【详解】（1）根据题意，由闭合电路欧姆定律有 整理可得 可知，随着变大，也变大，由题表可知第3次测量数据有误。 （2）由小问1可知 结合图2可得， 解得， （3）若流过电压表的电流不能忽略，则有 即 与对比，因 故 即 答案第6页（共6页） 答案第1页（共6页） 学科网（北京）股份有限公司 $