高考物理试题：实验九 测定电源的电动势和内阻
2024届高考物理微专题：测量电源的电动势和内阻
微专题66实验：测量电源的电动势和内阻1．掌握测电动势和内阻的三种电路和数据处理方法.2.根据电路结构和数据处理方法分析实验误差．1．(2023·陕西榆林市模拟)学校物理兴趣小组制作了一个水果电池，同学们测量该水果电池的电动势和内阻．可提供的器材有：A ．水果电池：电动势不到1V ，内阻约为500Ω；B ．电压表V 1：量程为1V ，内阻约为1kΩ；C ．电流表A 1：量程为0.6A ，内阻很小；D ．电流表A 2：量程为2mA ，内阻很小；E ．滑动变阻器R ；F ．开关及导线若干．(1)为尽可能减少实验误差，电流表应选用________(选填“C ”或“D ”)，实验电路应选用________(选填“甲”或“乙”)电路．(2)在器材与实验电路均选择正确的情况下，按正确操作进行重复实验，得到多组电压表的示数U 以及对应电流表的示数I ，作出的U －I 图像如图丙所示，则该水果电池的电动势E ＝________V(结果保留两位有效数字)，内阻r ＝________Ω(结果保留三位有效数字)．答案(1)D 甲(2)0.90529解析(1)电路中的理想的最大电流I m ＝1500A ＝2mA ，故电流表选择D ；因为电流表内阻较小，分担电压较小，相对于电源电流表采取内接法误差较小，故选甲．(2)U －I 图线的纵轴截距表示水果电池的电动势，图线斜率的绝对值表示水果电池的内阻．由U －I 图线的纵轴截距为0.90V 知，水果电池的电动势E ＝0.90V图线斜率的绝对值为r ＝0.900.0017Ω≈529Ω.2．(2023·山东省实验中学模拟)某同学从实验室找到如下器材，准备测未知电源电动势和内阻．A ．待测电源一个B ．直流电压表V ，量程为3V ，内阻非常大C ．定值电阻R 0＝150ΩD ．电阻箱RE ．导线和开关该同学设计的电路如图甲所示，根据该电路进行实验操作：多次改变电阻箱的阻值，记录每次电阻箱的阻值R 和电压表的示数U ，在1U－R 坐标系中描出的坐标点如图乙所示．乙(1)分别用E 和r 表示电源的电动势和内阻，则1U与R 的关系式为________．(2)在图乙的坐标纸上画出1U－R 关系图线．(3)根据图线求得电源电动势E ＝________V ，内阻r ＝________Ω(结果均保留三位有效数字)．答案(1)1U ＝1ER 0R ＋R 0＋r ER 0(2)见解析图(3)3.03(2.95～3.05)31.8(27.0～33.0)解析(1)由题图甲可知，电压表与定值电阻R 0并联，所测为定值电阻R 0两端的电压，由欧姆定律可求得电路中电流为I ＝UR 0由闭合电路欧姆定律可得E ＝I (R 0＋R ＋r )＝U R 0(R 0＋R ＋r )变形得1U ＝1ER 0R ＋R 0＋r ER 0；(2)拟合一次函数直线关系，作图如图；(3)根据图线求得斜率k＝0.80－0.40180V－1·Ω－1≈2.2×10－3V－1·Ω－1截距b＝0.40V－11ER0＝k≈2.2×10－3V－1·Ω－1R0＋rER0＝b＝0.40V－1解得E≈3.03V，r≈31.8Ω.3.(2023·山东泰安市模拟)某物理兴趣小组测量一电池的电动势和内阻．按照图甲所示连接好电路，闭合开关，调节电阻箱，测得多组电阻箱接入电路的阻值R及对应的电流表的示数I，得1I－R图线如图乙所示，已知R0＝4Ω.(1)根据图像可知电池的电动势为________V，内阻为________Ω(两空均保留1位小数)．(2)考虑到电流表内阻的影响，电动势的测量值________实际值，内阻的测量值________实际值(均选填“大于”“小于”或“等于”)．答案(1)12.5 1.0(2)等于大于解析(1)根据闭合电路欧姆定律E＝I(R＋R0＋r)整理得1I＝1ER＋R0＋rE因此在1I－R图线中，利用图像的斜率和纵轴截距数据可得1E＝1.2010－ －5V－1，R0＋rE＝0.4Ω/V解得E＝12.5V，r＝1.0Ω(2)考虑到电流表内阻的影响，欧姆定律的表达式应为E＝I(R＋R0＋r＋r A)I E E图像的斜率不变，也就是电动势的测量值等于真实值，而内阻的测量值实际为电池内阻与电流表内阻之和，因此测量值偏大．4．(2023·广东深圳市光明区名校联考)一实验小组欲测量一电源的电动势(约为12V)和内阻．所用的器材：电流表(量程0～100mA ，内阻未知)、电阻箱R 1(最大阻值999.9Ω)、电阻箱R 2(最大阻值999.9Ω)，利用图甲所示的电路先测量电流表内阻，再测量电源的电动势和内阻．(1)按图甲所示的电路，将电阻箱的电阻R 2调到最大，只闭合开关S ，调节电阻箱R 2的阻值，使电流表的示数为90mA ；保持R 2的阻值不变，闭合开关S 1调节R 1，当电流表示数为60mA 时，电阻箱R 1接入电路的阻值为10.0Ω.则电流表的内阻为________Ω，此值________(选填“大于”“等于”或“小于”)电流表实际内阻值．(2)将电阻箱R 1接入电路的阻值固定为R 0＝2.5Ω不变，不断调节电阻箱R 2的阻值R ，读取电流表对应的示数I ，利用多组I 、R 数据绘制1I－R 图像如图乙所示，所得图线为直线，其纵截距为a ，直线上某点的坐标为(c ，b )．结合(1)问电流表内阻的测量值，则电源的电动势可表示为________，电源的内阻可表示为________．(用含a 、b 、c 的代数式表示)答案(1)5.0小于(2)3c b －a ac b －a －53Ω解析(1)由题图甲电路图可知，当闭合开关S 1时，电阻箱R 1与电流表并联，根据欧姆定律有I A R A ＝(90mA －I A )R 1代入数据解得R A ＝5.0Ω由于闭合开关S 1之后，电路中的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的总电流增大，则R 1分得的电流应该大于30mA ，而计算时认为R 1分得的电流等于30mA ，则测得的电流表内阻小于真实值．(2)根据题意可知，电阻箱R 1的电阻R 0和电流表并联后的电阻为R 3＝R A R 0R A ＋R 0＝53Ω根据欧姆定律可知，当流过电流表的电流为I 时，流过电阻箱R 1的电流为2I ，则回路中的总电流为3I ，设电源的电动势为E ，内阻为r ，根据闭合电路欧姆定律有3I ＝E r ＋R 3＋RI E E结合题图乙可得3E＝b－ac，3 r＋R3E＝a解得E＝3cb－a，r＝acb－a－53Ω.5．(2023·湖北省八市模拟)某校举行了一次物理实验操作技能比赛，其中一项比赛为选用合适的电学元件设计合理的电路，并能较准确的测量同一电池组的电动势及其内阻．提供的器材如下：A．电流表G(满偏电流10mA，内阻10Ω)B．电流表A(0～0.6A～3A，内阻未知)C．电压表V(0～5V～10V，内阻未知)D．滑动变阻器R(0～100Ω，1A)E．定值电阻R0(阻值990Ω)F．开关与导线若干(1)图(a)是小宇同学根据选用的仪器设计测量该电池组电动势和内阻的电路图．根据该实验电路测出的数据绘制的I1－I2图线如图(b)所示(I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数)，则由图线可以得到被测电池组的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω；(结果均保留2位有效数字)(2)小张同学则设计了图(c)所示的实验电路对电池组进行测量，记录了单刀双掷开关S2分别接1、2对应电压表的示数U和电流表的示数I；根据实验记录的数据绘制U－I图线如图(d)中所示的A、B两条图线．可以判断图线A是利用单刀双掷开关S2接________(选填“1”或“2”)中的实验数据描出的；分析A、B两条图线可知，此电池组的电动势为E＝________，内阻r＝________(用图中E A、E B、I A、I B表示)．答案(1)7.5 5.0(2)1E A E A I B解析(1)电流表G和定值电阻串联，其可看成一个电压表，则有E＝I1(R g＋R0)＋I2r整理可得I1＝－rR g＋R0I2＋ER g＋R0根据图像可知，图线与纵轴会相交于(0,7.5mA)的位置，则有ER g＋R0＝7.5×10－3A可得E＝7.5V且有－rR g＋R0＝5－7 ×10－30.5－0.1可得r＝5.0Ω(2)若单刀双掷开关接1，则电流表相对于电源内接，则因电流表分压作用，会导致E真＝E测，I短真>I短测，若单刀双掷开关接2，则电流表相对于电源外接，因电压表分流作用，会导致E真>E测，I短真＝I短测，结合所给图像，可以判断出A图线是利用单刀双掷开关S2接1，同样也可以判断出E＝E A，I短真＝I B，则内阻为r＝EI短真＝E AI B.6．(2023·天津市模拟)某实验小组用如图甲所示的电路测量一蓄电池的电动势和内阻，已知蓄电池的电动势的值在2V左右，内阻小于1Ω，允许通过的最大电流为2A．电路中R0为定值电阻．除待测电池、开关、导线和量程均为3V的电压表V1、V2外，可供使用的实验器材还有：A．定值电阻(阻值1Ω，额定功率为5W)B．定值电阻(阻值10Ω，额定功率为10W)C．滑动变阻器(阻值范围0～10Ω，额定电流2A)D．滑动变阻器(阻值范围0～200Ω，额定电流2A)(1)定值电阻应选________，滑动变阻器应选________(填器材前字母代号)．(2)根据图甲，在图乙的实物图中画出连线．(3)实验时，调节滑动变阻器，使其滑片滑到最左端，逐次改变滑动变阻器滑片位置并读取相应的U 1和U 2，所得实验数据以U 1为纵坐标，U 2为横坐标，在给出的坐标纸上画出U 1－U 2图像如图丙所示，若实验中认为两个电压表的内阻为无穷大，由图像求得蓄电池的电动势E 测＝________V ，内阻R 测＝________Ω.(结果均保留两位有效数字)(4)实际的电压表内阻并不是无穷大，则实验测得的电动势E 测________(填“大于”“小于”或“等于”)真实值E 真，内阻R 测________(填“大于”“小于”或“等于”)真实值R 真．答案(1)A C (2)见解析图(3)2.10.11(4)等于小于解析(1)电路中最大的电流I max ＝ER 0＋r若定值电阻阻值为1Ω，电路中最大电流约为I max <2A ，最大功率约为P ＝I max 2R <4W<5W ，符合条件；若定值电阻阻值是10Ω，则I max <0.2A ，最大功率约为P ＝I max 2R <0.4W<10W ，功率太小，电压和电路中的电流太小不易测量，所以定值电阻选A ；若滑动变阻器的阻值为0～10Ω，则电路的最小电流约为0.2A ，滑动变阻器两端的最大电压约为2V ，既能保证电路安全又方便实验操作，符合题意；滑动变阻器的阻值为0～200Ω，最大阻值太大，不方便实验操作，故选C.(2)连线如图所示．(3)由闭合电路欧姆定律得U 1＋U 2＝E －U 2R 0r 整理得U 1＝－(r R 0＋1)U 2＋E 故U 1－U 2图像的纵轴截距为E ，则E 测＝2.1V斜率为k ＝－2.11.9＝－(r R 0＋1)解得r≈0.11Ω(4)当考虑电压表的分流作用时，路端电压测量是准确的，故E是不变的，即E测＝E真，而电R真．压表的分流使得测量的电流要大于真实电流，所以测量的R测<。
高考物理测定电源电动势和内阻实验
如图1所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读 出几组I、U值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组 E、r值，最后分别算出它们的平均值。
为纵坐标,用测出的几组I、 U值画出U-I图象(如图2)所得直线跟纵轴的交点即为电动 势E值,图线斜率的绝对值即为内电阻r的值.
（1）如图所示 （2）2.5~2.7V之间均给
分，0.9~1.1Ω之间均给 分
（3）2.5~2.8A之间均给分 （4）1.6~1.8W之间均给分
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；知识产权律师 知识产权律师
RA
V
ErS
图1
E U/V I/A
O 图2 I短
3.下图虚线方框内是由电阻、电源组成的线性网络电路， 为了研究它的输出特性，将电流表、电压表、滑动变阻器 按图示的方式连接在它的输出端A、B之间。电键S闭合后， 实验中记录的6组电流表示数I、电压表示数U如下表所示。
（13）若试电根流据表这内些阻数为据0在，坐当标滑纸动上变画阻出器U的—滑I图片线移。至最上端 （时，2）电若流将表方示框数内是的_电__路__等__效A。成电动势为E、内电阻为r的 电（源4），变从阻图器线滑上片求移出动电过源程的中电，动滑势动E变=_阻__器__的__最V，大内功电率阻是 r__=_____________ΩW。。(保留2位有效数字)
2020年高考物理实验专项复习：《测定电源的电动势和内阻》(解析版)
《测定电源的电动势和内阻》一、实验题1.如图a所示，是用伏安法测电电动势和内阻的实验电路图，为防止短路，接入一保护电阻R0，其阻值为2Ω.通过改变滑动变阻器，得到几组电表的实验数据，并作出如图b所示的U−I图象：①根据U−I图象，可知电电动势E=______V，内阻r=______Ω.②本实验测出的电的电动势与真实值相比是______.(填“偏大”、“偏小”或“不变”)2.为了测量由两节干电池组成的电池组的电动势和内电阻，某同学设计了如图甲所示的实验电路，其中R为电阻箱，R0=5Ω为保护电阻．(1)断开开关S，调整电阻箱的阻值，再闭合开关S，读取并记录电压表的示数及电阻箱接入电路中的阻值．多次重复上述操作，可得到多组电压值U及电阻值R，并以1U 为纵坐标，以1R为横坐标，画出1U −1R的关系图线(该图线为一直线)，如图乙所示．由图线可求得电池组的电动势E=______V，内阻r=______Ω.(保留两位有效数字)(2)引起该实验系统误差的主要原因是______。
3.实验室中准备了下列器材：待测干电池(电动势约1.5V，内阻约1.0Ω)，电流表G(满偏电流1.5mA，内阻10Ω)电流表A(量程0～0.60A，内阻约0.10Ω)，滑动变阻器R1(0～20Ω,2A)滑动变阻器R2(0～100Ω,1A)，定值电阻R3=990Ω，开关S和导线若干①某同学选用上述器材(滑动变阻器只选用了一个)测定一节干电池的电动势和内阻．为了能较为准确地进行测量和操作方便，实验中选用的滑动变阻器，应是______.(填代号)②请在如图1方框中画出他的实验电路图．③如图2为该同学根据实验数据作出的I1−I2图线(I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数)，由该图线可得：被测干电池的电动势E=______V，内阻r=______Ω.4.为了较精确地测量一节干电池的内阻，可用以下给定的器材和一些导线来完成实验：量程3V的理想电压表V，量程0.6A的电流表A(具有一定内阻)，定值电阻R0(R0=1.5Ω)，滑动变阻器R1(0～10Ω)，滑动变阻器R2(0～200Ω)，电键S.实验电路原理图如图(a)。
测定电源的电动势和内阻(解析版)-高中物理
测定电源的电动势和内阻1.高考真题考点分布题型考点考查考题统计实验题测定电源的电动势和内阻2024年北京卷、甘肃卷、辽宁卷2.命题规律及备考策略【命题规律】各地高考对测定电源的电动势和内阻这个实验的考查近几年频度较高，考查多在原型实验的所用原理的基础之上，通过创新实验的方式予以考查。
【备考策略】1.理解和掌握测定电源的电动势和内阻实验原理，并会做出必要的误差分析。
2.能够在原型实验基础上，通过对实验的改进或者创新，做出同类探究。
【命题预测】重点关注利用创新实验测定电源的电动势和内阻。
(一)实验目的1.测量电源的电动势和内阻。
2.加深对闭合电路欧姆定律的理解。
(二)实验思路如图甲或图乙所示,改变R的阻值,从电压表和电流表中读出几组U、I值,利用闭合电路的欧姆定律求E、r 值。
(三)实验器材电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸、铅笔和刻度尺。
(四)进行实验1.按实验电路图连接电路。
2.把变阻器的滑片移动到使接入电路阻值最大的一端。
3.闭合开关,调节变阻器,记录几组I、U值,填入表格中。
4.断开开关,拆除电路,整理好器材。
(五)数据处理方法一:列方程组求解电动势和内阻的大小(1)U 1=E -I 1rU 4=E -I 4r;(2)U 2=E -I 2rU 5=E -I 5r;(3)U 3=E -I 3rU 6=E -I 6r根据以上三组方程分别求出E 、r ,再取其平均值作为电源的电动势E 和内阻r 。
方法二:用作图法处理数据,如图所示。
(1)图线与纵轴交点为E ;(2)图线的斜率的绝对值表示r =ΔUΔI 。
(六)误差分析1.由于读数不准和电表线性不良引起误差。
2.用图像法求E 和r 时,由于作图不准确造成误差。
3.实验时通电时间过长或电流过大,都会引起E 、r 变化。
4.若采用图甲电路,由于电压表的分流作用造成误差,电压值越大,电压表的分流越多,对应的I 真与I 测的差值越大。
其U -I 图像如图丙所示。
高中物理测电源电动势和内阻实验练习题(含答案)
高中物理测电源电动势和内阻实验练习题（含答案）一、实验题1．在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中。
（1）备有如下器材：干电池1节，量程合适的电压表和电流表，开关、导线若干，另外还有可供选择的滑动变阻器：A．滑动变阻器（0~1kΩ，额定电流2A）B．滑动变阻器（0~20Ω，额定电流2A）某同学按甲图原理进行实验，其中滑动变阻器应选；（只填器材前的序号）-图象如图乙所示，由图象可得电池的电动势为（2）根据实验数据画出的U IV，内电阻为Ω；2．利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。
要求尽量减小实验误差。
（1）应该选择的实验电路是图中的（填“甲”或“乙”），电池的内阻测量值与真实值比较r测r真（填“>”“<”或“=”）。
-图像如图，由图像可知，测得的电动势E=V，内电阻（2）实验后得到U Ir=Ω。
3．某实验小组利用如图1所示电路测定一节干电池的电动势和内电阻,备有下列器材: ①待测干电池①电压表，量程1.5V①电流表，量程3mA ①电流表，量程0.6A①滑动变阻器10Ω①滑动变阻器20Ω①开关一个,导线若干（1）电流表选，滑动变阻器选 .(填标号).（2）小组由实验数据作出的U-I图象如图2所示，由图象可求得电源电动势为V,内电阻为Ω.（3）测得的电动势真实值，测得的内电阻真实值.(填“＞”、“＜”或“＝”)4．在测量电源电动势和内电阻的实验中，已知干电池的电动势约为1.5V，内阻约为0.30Ω；电压表V（0-3V，内阻约3kΩ）；电流表A（内阻为0.80Ω，量程为0.6A）；滑动变阻器R（10Ω，2A）。
为了更准确地测出电源电动势和内阻。
请在图1方框中画出实验电路图。
在实验中测得多组电压和电流值，得到如图2所示的U-I图线，由图可得出该电源电动势E= V，内阻r= Ω。
（结果保留两位小数）参考答案：4． 1.50 0.20。
2024年高考物理复习实验九测定电源的电动势和内阻
高考总复习·物理
4.数据处理 (1)公式法：联立六组对应的U、I数据，解得三组E、r，取其平均值作为 电动势E和内阻r的大小. (2)描点画图法：在坐标纸上以路端电压U为纵轴、干路电流I为横轴建立 U－I坐标系，纵轴截距为电动势，直线的斜率绝对值为电池内阻r，即r
＝
ΔU ΔI
.
高考总复习·物理
5.注意事项 (1)实验时，电流不能过大，通电时间不能太长，以免对E与r产生较大影 响. (2)画U－I图线时，由于偶然误差，描出的点不在一条直线上，应使图线 通过尽可能多的点，并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别 偏离直线太远的点可舍去.
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
的电阻值可以选____1_5_.0___Ω (填“5.0”或“15.0”).
(6)如果电压表为理想电压表，则可有U1
＝
1 E
＋
r ER0
＋
ER1 0R，则此时E'
＝210k，因此误差为η＝
1－1 20k 19k
1
×100%＝5%.
19k
高考总复习·物理
变式2 (2021年湖南卷)某实验小组需测定电池的电动势和内阻，器材有： 一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻(阻值为R0)、一个电 流表(内阻为RA)、一根均匀电阻丝(电阻丝总阻值大于R0，并配有可在电 阻丝上移动的金属夹)、导线若干.由于缺少刻度尺，无法测量电阻丝长 度，但发现桌上有一个圆形时钟表盘.某同学提出将电阻丝绕在该表盘上， 利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度.主要实验步骤如下：
高考实验专题：测电源电动势和内阻---解析版
测电源电动势和内阻---解析版1.（2018广东湛江调研）某研究小组收集了两个电学元件：电阻R 0（约为5Ω）和旧电池（电动势约为3V ）。
实验室备有如下器材：A ．直流电压表V 1、V 2（量程均为3V ，内阻均约为3kΩ）B ．电流表A （量程300mA ，内阻为5Ω）C ．滑动变阻器R1，最大阻值为20D ．开关S 一只，导线若干（1）为了尽量准确测定电阻R0的阻值，小组设计了一个电路，如图所示为其对应的实物图，请用笔画线代替导线将实物连线补充完整。
（2）为测量电池的电动势E 和内阻r ，小组设计了如图乙所示的电路图。
某次实验中电压表的示数如图丙所示，则电压表读数是 V.（3）根据图乙所示的电路图，分别用E 、r 、R 0表示电源的电动势、内阻和定值电阻值，则U 1与U 2的函数关系式为 。
实验中移动滑动变阻器触头，读出直流电压表V 1、V 2的多组数据U 1、U 2，描出U 1——U 2图象如图丁所示，图中直线的斜率为k ，与横轴的截距为b ， 则电源的电动势E= ，内阻r= （用k 、b 、R 0表示） 。
【参考答案】（9分） （1） 如右图。
（2分）（2）2.24~2.26（2分） （3）U 1=0r R r +U 2- 0ER r （2分） 1bkk -（2分） 01R k -（2分）2.（2018开封质检）用下列器材组装一个电路，要求既能测量出电池组的电动势和内阻r，又能同时描绘一定范围内小灯泡的电流与电压的变化关系。
A．电压表V1(量程6V，内阻很大) B．电压表V2(量程3V，内阻很大)C．电流表A(量程3A，内阻很小) D．滑动变阻器R（最大阻值10Ω，额定电流4A）E．小灯泡（2A，5W）F．电池组（电动势E，内阻r）G．开关一只，导线若干实验时，调节滑动变阻器的阻值，多次测量后发现：若电压表V1的示数增大，则电压表V2的示数减小。
（1）请将设计的实验电路图在虚线框中补充完整。
高考物理总复习实验题型训练 《测定电源的电动势和内阻》
精品基础教育教学资料，仅供参考，需要可下载使用！《实验：测定电源的电动势和内阻》针对训练1．某实验小组利用电压表和电阻箱测量电源的电动势和内阻 （1）请在虚线框中画出实验的电路图。
（2）实验的主要步骤如下：①检查并调节电压表指针指零，将开关S 断开，按照电路图连线。
②调节电阻箱R 的阻值至________。
③将开关S 闭合，逐渐调节电阻箱的阻值使电压表指针有足够的偏转，记下此时电阻箱的阻值R 和电压表的示数U 。
④改变电阻箱的阻值，测出几组U 及R 的数据，作出1R －1U的图线如图所示（单位为国际单位制单位）。
（3）由作出的1R －1U 图线可求得电动势E ＝________V ，内阻r ＝________Ω。
（结果保留两位有效数字）【答案】（1）见解析（2）最大值（3）3.3 V 【解析】（1）（2）为了保护电路，电阻箱的阻值应调为最大值。
（3）由闭合电路欧姆定律E ＝U ＋U R r ，得到1R ＝E r ·1U －1r ，由图象在纵轴上截距的绝对值得内阻r ＝1.0 Ω，由图象斜率可得电动势E ＝3.3 V 。
2．用图所示的电路测定一种特殊电池的电动势和内阻，它的电动势E 约为8 V ，内阻r 约为30 Ω，已知该电池允许输出的最大电流为40 mA 。
为防止调节滑动变阻器时造成短路，电路中用了一个定值电阻充当保护电阻，除待测电池外，可供使用的实验器材还有：A．电流表A 0 Ω、额定电流为1 A）；G．导线和单刀单掷开关若干。
（1）为了电路安全及便于操作，定值电阻应该选________；滑动变阻器应该选________。
（填写器材名称）（2）接入符合要求的用电器后，闭合开关S，调滑动变阻器的阻值，读取电压表和电流表的示数。
取得多组数据，作出了如图所示的图线。
根据图线得出该电池的电动势E为________V，内阻r为________Ω。
（结果保留两位有效数字）（3）若所给电压表已被损坏，其他器材均可使用。
高考物理真题练习——测定电源的电动势和内阻(含答案)
测定电源的电动势和内阻一．选择题（共1小题）1．（2016•北京）某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻，他们提出的实验方案中有如下四种器材组合。
为使实验结果尽可能准确，最不可取的一组器材是( ) A ．一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器B ．一个伏特表和多个定值电阻C ．一个安培表和一个电阻箱D ．两个安培表和一个滑动变阻器 二．填空题（共1小题）2．（2014•上海）在“用DIS 测电源的电动势和内阻”的实验中（1）将待测电池组、滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、定值电阻、电键及若干导线连接成电路如图（a ）所示，图中未接导线的A 端应接在 点（选填“B ”、“ C ”、“ D ”或“E ” )。
（2）实验得到的U I -关系如图（b ）中的直线Ⅰ所示，则电池组的电动势为 V ，内电阻的阻值为 Ω。
（3）为了测量定值电阻的阻值，应在图（a ）中将“A ”端重新连接到 点（选填：“B ”、“ C ”、“ D ”或“E ” )，所得到的U I -的关系如图（b ）中的直线Ⅱ所示，则定值电阻的阻值为 Ω。
三．实验题（共13小题）3．（2020•北京）用图1所示的甲、乙两种方法测量某电源的电动势和内电阻（约为1)Ω。
其中R 为电阻箱，电流表的内电阻约为0.1Ω，电压表的内电阻约为3k Ω。
（1）利用图1中甲图实验电路测电源的电动势E 和内电阻r ，所测量的实际是图2中虚线框所示“等效电源”的电动势E 和内电阻r '．若电流表内电阻用A R 表示，请你用E 、r 和A R 表示出E '、r '，并简要说明理由。
（2）某同学利用图象分析甲、乙两种方法中由电表内电阻引起的实验误差。
在图3中，实线是根据实验数据（图甲：U IR ==，图乙：)UI R=描点作图得到的U I -图象；虚线是该电源的路端电压U 随电流I 变化的U I -图象（没有电表内电阻影响的理想情况）。
高考物理《实验：测量电池的电动势和内阻》真题练习含答案
高考物理《实验：测量电池的电动势和内阻》真题练习含答案1．[2024·贵州省黔东南期中检测]某同学用伏安法测量标称值为1.5 V的干电池的电动势和内电阻，所用电压表量程为3 V、内阻约为3 kΩ，电流表量程为0.6 A、内阻约为0.5 Ω.实验中有图(a)和(b)两个电路图供选择，该同学选用合适的电路图得到的电压U和电流I的关系图线如图(c)所示．(1)该同学选择的电路图是图________(填“a”或“b”)；(2)由图(c)可知，干电池的电动势E为________V，内电阻r为________Ω(结果保留到小数点后两位)；(3)若选择另一个电路图进行实验，在图(c)上用实线画出实验中应得到的图线的示意图．答案：(1)a(2)1.48(1.47或1.49也可)0．96(0.94～0.98均可)(3)图见解析解析：(1)因电源内阻与电流表内阻很接近，故应采用相对电源来说的电流表外接法，应选图(a)所示电路图．(2)由E＝U＋Ir，可知U＝E－Ir.则UI图像的纵截距表示电源电动势，斜率的绝对值表示内阻，即E＝1.48 V，r＝1.48－1.000.50Ω＝0.96 Ω(3)若选择b电路图进行实验，则E＝U＋I(R A＋r)，可得I＝E－UR A＋r＝1.48－1.000.50＋0.96A≈0.33A，在图(c)上用实线画出实验中应得到的图线的示意图，如图2．如图甲所示，用铜片、铝片和可乐可以做成可乐电池，电动势大约在0.5 V ～0.6 V 之间，内阻几千欧左右，某实验兴趣小组制作了一个可乐电池并测量其电动势和内阻．(1)如图乙所示，直接用多用电表“直流2.5 V ”量程测量出可乐电池的电动势大小为________ V (保留两位有效数字)；(2)现有实验器材：A ．电压表(0～3 V ，R V 约为3 000 Ω)B ．电流表(0～300 μA ，R A 为300 Ω)C ．电阻箱(0～9 999 Ω)D ．滑动变阻器(0～20 Ω)E ．开关，导线若干①为了更准确测量可乐电池的电动势和内阻，选择合适的器材并按电路图__________完成电路连接；②通过数据处理画出相应的可乐电池R1I 图像如图丙实线所示，可知该可乐电池的内阻约为____________ Ω；③将该可乐电池静置5 h 后再次测量获得的R1I 图像如图丙虚线所示，可知该可乐电池的电动势____________．(选填“增大”“减小”或“不变”)答案：(1)0.42(0.43也可) (2)①A ②1 900 (1 800也可) ③不变解析：(1)用中间一圈的刻线读数，其中250即是2.50 V ，50即是0.50 V ，则电池的电动势大小为0.42 V ．(2)提供的电压表量程太大，可用安阻法测量，即用电路A .由闭合电路欧姆定律得E ＝I(R ＋r A ＋r)，整理得R ＝EI －(r A ＋r)，结合图像可知r A ＋r ＝2 200 Ω，解得电池的内阻r ＝2 200 Ω－300 Ω＝1 900 Ω，图线的斜率表示电动势，静置5 h 后的图线与原图线平行，斜率不变，则电动势不变．3．某实验小组的同学为测量由两节干电池组成的电池组的电动势E 和内电阻r ，设计了如图甲所示的实验电路，其中R 为电阻箱，定值电阻R 0＝3 Ω.实验过程中获得了多组电压表示数U 和相应的电阻箱阻值R ，并绘制出了1R 1U与图像如图乙所示，则：(1)根据图像求得电池组的电动势测量值E ＝________ V ，内电阻测量值r ＝________ Ω；(结果均保留两位有效数字).(2)由实验原理可知，该实验得到的电动势的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值，内电阻的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值．答案：(1)3.0 2.0 (2)小于 小于解析：(1)根据闭合电路欧姆定律E ＝U ＋U R (R 0＋r)可得1R ＝E R 0＋r ·1U －1R 0＋r ，由1R1U 关系图线知纵截距绝对值1R 0＋r＝0.2 Ω，又R 0＝3.0 Ω，得r ＝2.0 Ω；由图线的斜率k ＝E R0＋r ＝0.1＋0.20.50，解得E＝3.0 V；(2)根据实验原理可知，电动势的测量值E测＝E真r真＋R0＋R V·R V＜E真，故测量值应小于电源电动势真实值，内电阻的测量值r测＝（r真＋R0）R Vr真＋R0＋R V－R0＝（R V－R0）r真－R20R0＋R V＋r真＜（R V－R0）r真R0＋R V＋r真＜r真，故内电阻的测量值小于真实值．。
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R2.
1 (2)定值电阻的功率为8 W 时，通过它的电流为 0.125 W 200 Ω
＝0.025 A＝25 mA，而电路中的电流会接近 50 mA，故应选 R2. (3)UI 图线斜率的绝对值表示电源内阻，选择图象中的较 ΔU 远的两点用 r＝ ΔI 可求得电源内阻约为 51.0 Ω.
(4)该实验中的干路电流应为电流表的读数加上通过电压 表的电流，故该实验的系统误差来源为忽略了电压表的分流， 从而使干路电流测量值偏小. 答案：(1)如图 D39 所示.
图 D39
1 (2)定值电阻在电路中的功率会超过8 W，R2 的功率满足要求
(3)51.0(49.0～53.0 范围内的均正确) (4)忽略了电压表的分流
》》》易错点 电池的U－I图象 例 2：(多选)如图 S9-12 所示是某电源的路端电压与电流的
U-I 图象，下列说法正确的是(
A.该电源的电动势是 2.8 V B.该电源的短路电流是 1.0 A C.该电源的内阻是 2.8 Ω D.该电源的内阻是 0.8 Ω
图 S9-4
⊙典例剖析 例 1：(2014 年新课标卷Ⅰ)利用如图 S9-5 所示电路，可以 测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：待测电源，电
阻箱 R(最大阻值为 999.9 Ω)，电阻 R0(阻值为 3.0 Ω)，电阻 R1
(阻值为 3.0 Ω)，电流表 (量程为 200 mA，内阻为 RA＝6.0 Ω)，
图S9-8
1 3.0 3.0 3.0 3.0 (4)由 I ＝ E R＋ E (5.0＋r)可知 k＝ E ，b＝ E (5.0＋r)，将 k＝1.0 A 1·Ω 1、b＝6.0 A 1 代入可得 E＝3.0 V，r＝1.0 Ω.
－ － －
1 3.0 3.0 答案：(1) I ＝ E R＋ E (5.0＋r)
联”或“并联”)，并将电阻箱阻值调为________Ω.
(2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势和内阻进 行测量，实验电路图如图 S9-9 所示，通过改变电阻 R 测相应的 电流 I，并且作相关计算后记录数据如下表：
图 S9-9 项目 R/Ω I/mA IR/V
1 95.0 15.0 1.42 2 3 75.0 55.0 18.7 24.8 1.40 1.36 4 45.0 29.5 1.33 5 35.0 36.0 1.26 6 25.0 48.0 1.20
【考点练透】 1.(2015 年安徽卷)某同学为了测量一节电池的电动势和内 阻，从实验室找到以下器材，一个满偏电流为 100 μA，内阻为 2500 Ω的表头，一个开关，两个电阻箱(0～999.9 Ω)和若干导线. (1)由于表头量程偏小，该同学首先需要将表头改装成量程 为 50 mA 的电流表，则应将表头与电阻箱__________(填“串
ΔU 2.8－2.0 该图线斜率的绝对值，所以 r＝ ΔI ＝ 1.0 Ω＝0.8 Ω，C 错
误，D 正确.故选 A、D.
答案：AD
指点迷津：在做“测定电源电动势和内阻”实验中，由于
干电池的内阻较小，斜率太小，所以描点及所连线的下部分空
间得不到利用，误差太大，为此，可使纵坐标(U 轴)不从零开始， 把坐标比例放大，以减小误差，所以这样画出的图线与横轴(I 轴)的交点并不是路端电压为零时的电流，即不是短路电流.但与 纵坐标(U 轴)的交点表示电流为零时的电压，还是表示电动势E. 对于电源的 U-I 图象，应正确地理解其物理意义，不能死记结 论，生搬硬套，应从闭合电路欧姆定律来理解，电动势等于开
思维点拨：(1)根据闭合电路欧姆定律求出函数表达式.(2) 根据坐标系内描出的点作出图象.(3)根据函数表达式与图象求 出电源电动势与内阻.
IRA 解析：(1)由闭合电路欧姆定律有 E＝IRA＋I＋ R (R＋R0 1 RA＋R1 1 RA＋R1 1 ＋r)，整理得 I ＝ ER R＋ERA＋ r ＋ R 0 ，代入数据得 R 1 1
2.画 U-I 图线时，要使较多的点落在这条直线上或各点均匀 分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去.这样可使偶 然误差得到部分抵消，提高精确度.
3.计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，用公式计 算出电源的内阻 r.
4.测量电路存在系统误差.如图S94中所示I真＝I测＋IV，未 考虑电压表的分流.
1.53－1.18 r＋RA＝ Ω，RA＝5.0 Ω，得 r＝2.0 Ω. －3 50×10
答案：(1)并联 ②1.53 2.0
5.0
(2)①如图 D38 所示.
图 D38
2.(2014 年海南卷)用伏安法测量一电池的内阻.已知该待测
电池的电动势 E 约为 9 V，内阻约数 10 Ω，允许输出的最大电 流为 50 mA.可选用的实验器材有：
(3)移动变阻器的滑片，得到几组电压表和电流表的示数，
描绘成如图丙所示的 U-I 图象.从图线的截距得出干电池的电动 势为 1.40 V 的理论依据是___________________. (4)利用图丙可得到干电池的内阻为______Ω.(计算结果保
留两位有效数字)
甲
乙
图 S9-2
丙
答案：(1)甲
)
图 S9-12
错解分析：错选B、C，误把图线与I 轴的截距当成了短路 电流.错误原因是没有理解短路电流是路端电压为零时的电流，
E 而与 I 轴相交时路端电压为 2.0 V.看错短路电流后，用 r＝ 求 I短
内阻，而错选 C.
正解分析：图线与U 轴的交点表示电流为零时的路端电压，
即是电动势 E，A 项正确；电流为 1.0 A 时的路端电压是2.0 V， 所以电源的短路电流应该大于 1.0 A，B 项错误；电源的内阻是
电压表
电流表
(量程 5 V)；电压表
(量程 50 mA)；电流表
(量程 10 V)；
(量程 100 mA)；
滑动变阻器 R(最大阻值 300 Ω)；
定值电阻 R1(阻值为 200 Ω，额定功率为 1/8 W)；
定值电阻 R2(阻值为 200 Ω，额定功率为 1 W)； 开关 S；导线若干.
测量数据如图 S9-11 坐标纸上的 U-I 图象所示.
实验器材 电池、电压表、电流表、滑动变阻器、电键、导线若干、
坐标纸.
实验过程 实验步骤 (1)电流表用 0.6 A 量程，电压表用 3 V 量程，按图连接好 电路. 最大 一端. (2)把滑动变阻器的滑片移到使阻值________ (3)闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显的示数，记录 一组数据(I，U)，用同样方法测量几组 I、U 值，记录在表格中.
图 S9-11
(1)在虚线方框内画出合理的电路原理图，并标明所选器材
的符号.
(2)在设计的电路中，选择定值电阻的根据是__________ _____________________________________________________.
(3)由 U-I 图线求得待测电池的内阻为________Ω.
开关 S.
图 S9-5
实验步骤如下： ①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关 S； ②多次调节电阻箱，记下电流表的示数 I 和电阻箱相应的 阻值 R；
1 1 ③以 I 为纵坐标，R 为横坐标，作 I R 图象(用直线拟合);
④求出直线的斜率 k 和在纵轴上的截距 b.
回答下列问题：
1 (1)分别用 E 和 r 表示电源的电动势和内阻，则 I 与 R 的关
图象斜率等于内阻 r.电阻箱与安培表配合测量电动势和内阻， 1 变化量是 R 和 I， 由闭合电路欧姆定律变形得 R＝E· r， 所以用 I1 RI 图象分析，在 R 轴上的截距是－r，斜率为电动势 E.电阻箱 与伏特表配合测量电动势和内阻，变化量是 R 和 U，由闭合电 1 r 1 1 1 1 1 路欧姆定律变形得U＝E· R＋E，所以用UR图象分析，在U轴上 1 r 的截距是E，斜率为E.
(3)如图 S9-8 所示. 1.0 6.0
(2)①0.110
(4)3.0 1.0
②9.09
备考策略：在测电源电动势和内阻的实验中，应用图象处 理实验数据考得比较多，一般是用伏特表和安培表配合测量电
动势和内阻，变化量是 U 和 I，由闭合电路欧姆定律变形得U
＝E-Ir，所以用 U-I 图象分析，在 U 轴上的截距表示电动势，
(4)在你设计的实验电路中，产生系统误差的主要原因是 _________________________________________________.
解析：该实验通过电源的输出特性曲线计算电源内阻.电源 允许输出的最大电流为50 mA，故电流表选择 约为9 V，故电压表选择 ，电源电动势
，考虑到电流和功率，保护电阻选
①根据表中的数据，图 S9-10 中已描绘出四个点，请将第 5、 6 两组数据也描绘在图中，并画出 IR-I 图线.
图 S9-10
②根据图象可得电池的电动势 E＝________V ，内阻 r＝
________Ω.
解析：(1)把小量程的电流表改装成大量程的电流表需并联
小电阻，由并联的特点，电压相等(I－Ig)R＝IgRg，得R＝5.0 Ω (2)如图所示，由E＝IR＋I(r＋RA)得IR＝E－I(r＋RA)，纵截 距为电源的电动势 E.
实验九 测定电源的电动势和内阻
实验准备 实验目的 掌握用电压表和电流表测量电池电动势和内阻的方法，学 会利用图象法进行处理数据的方法.
实验原理
如图 S9-1 所示，改变 R 的阻值，从电压表和
U＝E－Ir 电流表中读出几组 U、I 值，利用____________
求出几组 E、r 值，最后分别算出它们的平均值. 图 S9-1
系式为________.
(2)实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻 R＝3.0 Ω时 电流表的示数如图 S9-6 所示，读出数据，完成下表. 答：①________；②________.