12.3 实验：电池电动势和内阻的测量 分层练习 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册同步备课系列【提升题】

12.3 实验：电池电动势和内阻的测量 分层练习 2026-2027学年高二物理同步备课系列【提升题】——原卷版 目录 【A组同步训练】 1 【B组难点突破】 2 【C组综合拓展】 5 【A组同步训练】 1．磁电式电流表(表头)最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈，由于线圈的导线很细，允许通过的电流很弱，所以在使用时还要扩大量程．已知某一表头G，内阻Rg＝30 Ω，满偏电流Ig＝5 mA，要将它改装为量程为0～3 A的电流表，所做的操作是(　　) A．串联一个570 Ω的电阻 B．并联一个570 Ω的电阻 C．串联一个0.05 Ω的电阻 D．并联一个0.05 Ω的电阻 2．小李同学利用实验室器材设计的测定一节干电池电动势和内阻的实验电路如图甲所示： （1）为保证电路安全，在闭合开关之前，滑动变阻器的滑动头应置于　 　处。（填“”或“”） （2）如图乙是小李同学由实验数据作出的图像。由此可知这个干电池的电动势　 　，内电阻　 　。（均保留两位有效数字） 3．为了测量一节旧干电池的电动势和内电阻，实验室准备了下列器材供选用： A．待测干电池一节 B．直流电流表（量程0 ~ 0.6 ~ 3 A，0.6 A档内阻约为0.1Ω，3 A档内阻约为0.02Ω） C．直流电压表（量程0 ~ 3 ~ 15 V，3 V内阻约为5 kΩ，15 V档内阻约为25 kΩ） D．滑动变阻器（阻值范围为0 ~ 15Ω） E．滑动变阻器（阻值范围为0 ~ 1000Ω） F．开关，导线若干 （1）为了尽可能减少误差，其中滑动变阻器选　 　（填代号）． （2）根据实验记录，画出的U-I图线如图所示，从中可求出待测干电池的电动势为　 　V，内电阻为　 　Ω． 【B组难点突破】 4．（2026·涿州模拟）某同学用如图所示的电路测量电源的电动势和内阻，其中定值电阻的阻值为。调节电阻箱，记录电阻箱接入电路的阻值和相应的电流表的示数，将测得的数据以为横坐标，以为纵坐标，经计算机拟合所得图像（直线）在纵轴上的截距为，斜率为。 （1）若不考虑电流表的内阻，则电源的电动势　 　，电源的内阻　 　。 （2）若考虑电流表内阻的影响，则（1）中电源电动势的测量值　 　真实值，电源内阻的测量值　 　真实值。（均填“大于”“小于”或“等于”） 5．（2026高二下·惠来月考）请根据以下内容，完成下面问题。 某同学测定电池组的电动势和内阻，实验电路如图（a）所示。 （1）根据实验电路图，图（b）所示的实物电路中，导线P端应当连接在接线柱　 　（填“①”或“②”）上； （2）某次测量中，电流表量程为0~0.6A，指针见图（c），其读数为　 　A； （3）该同学将实验测量的数据反映在U－I的图中，由此图线，可求出电池的电动势E＝　 　V（保留两位小数），电池的内阻＝　 　Ω（保留一位小数）。 6．（2026·湘潭模拟）用如图所示的电路测量电源的电动势和内阻，实验器材有待测电源（电动势约为，内阻约为）、保护电阻（阻值为）和（阻值为）、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和导线若干。 实验主要步骤： ①将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关； ②逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数和相应电流表的示数； ③以为纵坐标、为横坐标，作图线、都用国际单位）； ④求出图线斜率的绝对值和在纵轴上的截距。 回答下列问题： （1）电压表最好选用　 　，电流表最好选用　 　。 A.电压表（量程为，内阻约为） B.电压表（量程为，内阻约为） C.电流表（量程为，内阻约为） D.电流表（量程为，内阻约为） （2）电动势和内阻的表达式分别为　 　，　 　。（用已知字母表示） 7．（2026·江西模拟）某同学要测量一节旧干电池的电动势（约1.4V）和内阻（约3Ω），实验室提供的器材如下： 电流表A（量程为0~500mA，内阻不计）； 定值电阻； 滑动变阻器R1（最大阻值为10Ω）； 滑动变阻器R2（最大阻值为50Ω）； 开关、导线若干。 （1）该同学设计了如图甲所示的电路进行实验，请根据设计的电路，用笔画线代替导线完成图乙中的实物连线。 （2）开始时开关S1、S2、S3均处于断开状态，实验操作步骤如下： A.闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器的滑片位置，读出此时的电流表的示数I1； B.不改变滑动变阻器的滑片位置，断开开关S2，读出此时的电流表的示数I2； C.改变滑动变阻器的滑片位置，多次重复步骤A、B，记录I1、I2对应的数据； D.闭合开关S1、S3，读出此时的电流表的示数； E.根据实验数据，作出变化的图像。 ①实验中，滑动变阻器应选择　 　（填“R1”或“R2”）。 ②如图丙所示为实验得到的图像，可得E≈　 　V，r≈　 　Ω。（结果均保留三位有效数字） 【C组综合拓展】 8．（2026·河北模拟）学习小组要测定电源的电动势和内阻，可供选用的器材有： A.电压表（量程0~3V，内阻未知） B.电流表（量程0~0.6A，内阻1.0Ω） C.滑动变阻器（最大阻值10Ω，额定电流1A） D.滑动变阻器（最大阻值1kΩ，额定电流0.5A） E.待测电源（电动势约为3V，内阻约为1Ω） F.开关、导线若干 实物电路如图1所示，要求测量时两电表指针偏转均不小于其量程的一半。 （1）实验中所用的滑动变阻器应选　 　（填器材前字母代号）。 （2）开关S1闭合前，滑动变阻器滑片应位于最　 　（选填“左”或“右”）端。 （3）单刀双掷开关S2可分别与1、2端闭合，为使电源电动势及内阻的测量结果更接近真实值，S2应与　 　（选填“1”或“2”）端闭合。 （4）各部分连接检查无误后，闭合开关S1，移动滑动变阻器滑片到合适位置，电压表的示数如图2所示，为　 　V。 （5）记录多组电流表、电压表读数，在坐标纸上选定合适的标度，描出数据点如图3所示。请根据数据点在图3上拟合出图线　 　。根据图线，可求出电源电动势E=　 　V，内阻r=　 　Ω。（结果均保留2位有效数字） （6）求出的电动势与真实值相比若存在误差，该误差属于　 　（选填“系统”或“偶然”）误差。 9．（2026高二上·诸暨期末）为测量某电源的电动势和内阻，设计实验电路如图所示。实验器材： A.待测电源（电动势约为，内阻小于） B.电压表（量程，内阻约） C.电流表（量程，内阻约） D.两个定值电阻：、 E.滑动变阻器（最大值）、开关、导线若干。 （1）定值电阻应选　 　（选填“”或“”）； （2）某同学连接的实物电路如图所示，检查时发现有一条导线连接不当，这条导线对应的编号是　 　（选填“①”、“②”或“③”）； （3）电路连接正确后，测量得到几组电压表读数和对应的电流表读数，并作出图像如图所示，根据图像可知：电源电动势　 　；电源内阻　 　。 （4）根据电路图原理可知实验的系统误差：电源电动势的测量值　 　真实值；电源内阻的测量值　 　真实值（选填“大于”、“等于”或“小于”） 第 1 页 共 9 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 12.3 实验：电池电动势和内阻的测量 分层练习 2026-2027学年高二物理同步备课系列【提升题】——解析版 目录 【A组同步训练】 1 【B组难点突破】 3 【C组综合拓展】 7 【A组同步训练】 1．磁电式电流表(表头)最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈，由于线圈的导线很细，允许通过的电流很弱，所以在使用时还要扩大量程．已知某一表头G，内阻Rg＝30 Ω，满偏电流Ig＝5 mA，要将它改装为量程为0～3 A的电流表，所做的操作是(　　) A．串联一个570 Ω的电阻 B．并联一个570 Ω的电阻 C．串联一个0.05 Ω的电阻 D．并联一个0.05 Ω的电阻 【答案】D 【解析】由表头要改装电流表需并联一个分流电阻，设其阻值为R； 所以IgRg＝(I－Ig)R，所以 。所以D正确。 故选D 2．小李同学利用实验室器材设计的测定一节干电池电动势和内阻的实验电路如图甲所示： （1）为保证电路安全，在闭合开关之前，滑动变阻器的滑动头应置于　 　处。（填“”或“”） （2）如图乙是小李同学由实验数据作出的图像。由此可知这个干电池的电动势　 　，内电阻　 　。（均保留两位有效数字） 【答案】a；1.5；1.0 【解析】本题考查了测定一节干电池电动势和内阻的实验，基础题目。实验原理为闭合电路欧姆定律，掌握应用图像处理数据的方法。（1）为保证电路安全，在闭合开关之前，滑动变阻器应处于最大阻值处，根据题中电路图可知，滑动头应置于处。 （2）根据闭合电路欧姆定律可知 将上式整理后得 可知在图像中，图线与纵轴的截距表示电源电动势，图线的斜率的绝对值为电源内阻，则， 3．为了测量一节旧干电池的电动势和内电阻，实验室准备了下列器材供选用： A．待测干电池一节 B．直流电流表（量程0 ~ 0.6 ~ 3 A，0.6 A档内阻约为0.1Ω，3 A档内阻约为0.02Ω） C．直流电压表（量程0 ~ 3 ~ 15 V，3 V内阻约为5 kΩ，15 V档内阻约为25 kΩ） D．滑动变阻器（阻值范围为0 ~ 15Ω） E．滑动变阻器（阻值范围为0 ~ 1000Ω） F．开关，导线若干 （1）为了尽可能减少误差，其中滑动变阻器选　 　（填代号）． （2）根据实验记录，画出的U-I图线如图所示，从中可求出待测干电池的电动势为　 　V，内电阻为　 　Ω． 【答案】（1）D （2）1.35；0.5 【解析】(1)在干电池的电动势和内电阻实验中，滑动变阻器应选用最大阻值较小的，这是为了便于调节；(2)U-I图像的纵截距表示电源电动势，由图中可以读出为1.35V；U-I图像的斜率表示电源的内阻， ． 【B组难点突破】 4．（2026·涿州模拟）某同学用如图所示的电路测量电源的电动势和内阻，其中定值电阻的阻值为。调节电阻箱，记录电阻箱接入电路的阻值和相应的电流表的示数，将测得的数据以为横坐标，以为纵坐标，经计算机拟合所得图像（直线）在纵轴上的截距为，斜率为。 （1）若不考虑电流表的内阻，则电源的电动势　 　，电源的内阻　 　。 （2）若考虑电流表内阻的影响，则（1）中电源电动势的测量值　 　真实值，电源内阻的测量值　 　真实值。（均填“大于”“小于”或“等于”） 【答案】（1）； （2）等于；大于 【解析】（1）若不考虑电流表的内阻，则根据闭合电路的欧姆定律有 整理得 有、 解得， 故答案为：； （2）若考虑电流表的内阻，设电流表的内阻为，则根据闭合电路的欧姆定律有 整理得 有、 解得、 显然， 故答案为：等于；大于 5．（2026高二下·惠来月考）请根据以下内容，完成下面问题。 某同学测定电池组的电动势和内阻，实验电路如图（a）所示。 （1）根据实验电路图，图（b）所示的实物电路中，导线P端应当连接在接线柱　 　（填“①”或“②”）上； （2）某次测量中，电流表量程为0~0.6A，指针见图（c），其读数为　 　A； （3）该同学将实验测量的数据反映在U－I的图中，由此图线，可求出电池的电动势E＝　 　V（保留两位小数），电池的内阻＝　 　Ω（保留一位小数）。 【答案】（1）② （2）0.52A （3）1.48；0.7 【解析】解：(1) 实验电路采用电流表外接法（相对电源），电压表测量路端电压，电流表测量干路电流。因此导线 P 端应接在接线柱②上，使电压表并联在电源和电流表两端。 (2) 电流表量程为 0~0.6A，分度值为 0.02A，指针指向 0.52A 位置，读数为 0.52A。 (3) 根据闭合电路欧姆定律 ，U-I 图像的纵轴截距等于电源电动势，可得 （1.47~1.49 均可）； 图像斜率的绝对值等于电源内阻，。 6．（2026·湘潭模拟）用如图所示的电路测量电源的电动势和内阻，实验器材有待测电源（电动势约为，内阻约为）、保护电阻（阻值为）和（阻值为）、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和导线若干。 实验主要步骤： ①将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关； ②逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数和相应电流表的示数； ③以为纵坐标、为横坐标，作图线、都用国际单位）； ④求出图线斜率的绝对值和在纵轴上的截距。 回答下列问题： （1）电压表最好选用　 　，电流表最好选用　 　。 A.电压表（量程为，内阻约为） B.电压表（量程为，内阻约为） C.电流表（量程为，内阻约为） D.电流表（量程为，内阻约为） （2）电动势和内阻的表达式分别为　 　，　 　。（用已知字母表示） 【答案】（1）B；D （2）； 【解析】（1）电压表并联在电路中，故电压表内阻越大，分流越小，误差也就越小，因此应选内阻较大的电压表，即应选择B；当滑动变阻器接入电路的电阻最小时，通过电流表的电流最大，此时通过电流表的电流约为，因此电流表应选择D。 故答案为：B；D； （2）由闭合电路欧姆定律可知 则图像的斜率绝对值，则内阻。 故答案为：；； 7．（2026·江西模拟）某同学要测量一节旧干电池的电动势（约1.4V）和内阻（约3Ω），实验室提供的器材如下： 电流表A（量程为0~500mA，内阻不计）； 定值电阻； 滑动变阻器R1（最大阻值为10Ω）； 滑动变阻器R2（最大阻值为50Ω）； 开关、导线若干。 （1）该同学设计了如图甲所示的电路进行实验，请根据设计的电路，用笔画线代替导线完成图乙中的实物连线。 （2）开始时开关S1、S2、S3均处于断开状态，实验操作步骤如下： A.闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器的滑片位置，读出此时的电流表的示数I1； B.不改变滑动变阻器的滑片位置，断开开关S2，读出此时的电流表的示数I2； C.改变滑动变阻器的滑片位置，多次重复步骤A、B，记录I1、I2对应的数据； D.闭合开关S1、S3，读出此时的电流表的示数； E.根据实验数据，作出变化的图像。 ①实验中，滑动变阻器应选择　 　（填“R1”或“R2”）。 ②如图丙所示为实验得到的图像，可得E≈　 　V，r≈　 　Ω。（结果均保留三位有效数字） 【答案】（1） （2）R1；1.44；2.99 【解析】（1）实物连线如图所示 （2） ①为调节方便，使电流表的示数有合理的变化范围，滑动变阻器应选择R1。 ②根据闭合电路欧姆定律有E= 整理得，图像在纵轴的截距，解得电源电动势E≈1.44 V 内阻 故答案为：①R1​；②1.44；2.99 【C组综合拓展】 8．（2026·河北模拟）学习小组要测定电源的电动势和内阻，可供选用的器材有： A.电压表（量程0~3V，内阻未知） B.电流表（量程0~0.6A，内阻1.0Ω） C.滑动变阻器（最大阻值10Ω，额定电流1A） D.滑动变阻器（最大阻值1kΩ，额定电流0.5A） E.待测电源（电动势约为3V，内阻约为1Ω） F.开关、导线若干 实物电路如图1所示，要求测量时两电表指针偏转均不小于其量程的一半。 （1）实验中所用的滑动变阻器应选　 　（填器材前字母代号）。 （2）开关S1闭合前，滑动变阻器滑片应位于最　 　（选填“左”或“右”）端。 （3）单刀双掷开关S2可分别与1、2端闭合，为使电源电动势及内阻的测量结果更接近真实值，S2应与　 　（选填“1”或“2”）端闭合。 （4）各部分连接检查无误后，闭合开关S1，移动滑动变阻器滑片到合适位置，电压表的示数如图2所示，为　 　V。 （5）记录多组电流表、电压表读数，在坐标纸上选定合适的标度，描出数据点如图3所示。请根据数据点在图3上拟合出图线　 　。根据图线，可求出电源电动势E=　 　V，内阻r=　 　Ω。（结果均保留2位有效数字） （6）求出的电动势与真实值相比若存在误差，该误差属于　 　（选填“系统”或“偶然”）误差。 【答案】（1）C （2）左 （3）1 （4）2.40 （5）；3.0；1.0 （6）偶然 【解析】（1）为了便于调节，滑动变阻器应选择阻值相对较小的C。 故答案为： C （2）开关闭合前，应将滑动变阻器全部接入电路，即滑动变阻器滑片应位于最左端。 故答案为： 左 （3）由于电流表内阻已知，所以电流表的分压确定，应采用相对电源的内接法，故单刀双掷开关S2应与1端闭合。 故答案为： 1 （4）由于电压表量程为0~3V，所以每一小格为0.1V，电压表读数为2.40V。 故答案为： 2.40 （5）根据坐标纸中的数据点拟合出图线，如图所示 根据闭合电路欧姆定律可得 由图可知，当时，，即 当时，，即 联立解得， 故答案为：； 3.0 ； 1.0 （6）本实验中由于电流表内阻已知，所以不存在系统误差，若求出的电动势与真实值相比若存在误差，该误差属于偶然误差。 故答案为： 偶然 9．（2026高二上·诸暨期末）为测量某电源的电动势和内阻，设计实验电路如图所示。实验器材： A.待测电源（电动势约为，内阻小于） B.电压表（量程，内阻约） C.电流表（量程，内阻约） D.两个定值电阻：、 E.滑动变阻器（最大值）、开关、导线若干。 （1）定值电阻应选　 　（选填“”或“”）； （2）某同学连接的实物电路如图所示，检查时发现有一条导线连接不当，这条导线对应的编号是　 　（选填“①”、“②”或“③”）； （3）电路连接正确后，测量得到几组电压表读数和对应的电流表读数，并作出图像如图所示，根据图像可知：电源电动势　 　；电源内阻　 　。 （4）根据电路图原理可知实验的系统误差：电源电动势的测量值　 　真实值；电源内阻的测量值　 　真实值（选填“大于”、“等于”或“小于”） 【答案】（1） （2）① （3）； （4）小于；小于 【解析】（1）由于待测电源的电动势较小(约为)，根据欧姆定律，为了使电流表指针有明显偏转，定值电阻选择规格较小的 （2）如实物图所示，电压表在测量滑动变阻器两端的电压，电压表负接线柱与滑动变阻器左边下接线柱相连是错误的，因此电压表的负接线柱应与滑动变阻器左上方的接线柱相连，因此导线①连接不当。 （3）由于电动势等于各个用电器的电压之和，根据闭合电路的欧姆定律可得 结合图像截距可以得出电源的电动势为 根据图像斜率可以得出电源的内阻 （4）伏安法测电阻相对于电源来说采用电流表外接法，由于电压表分流作用，电流表测量值偏小，会导致图像纵截距偏小，当外电路短路时，电流测量值等于真实值，所以图线横截距保持不变，所以电源的U-I图像如图所示 根据图像截距和斜率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。 第 1 页 共 9 页 学科网（北京）股份有限公司 $