电学实验：测电池电动势和内阻的几种方法-2026年高考物理二轮复习附答案解析

电学实验：测电池电动势和内阻的几种方法（伏安法、伏阻

法、安阻法、安安法、伏伏法、双电源法等）

姓名：班级：考号：

一、实验题

1.某兴趣小组准备测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供了以卜.器材：

待测干电池

电压表（量程0-3V,内阻很大）

电流表（量程0-0.6A,内阻以=0.2ft）

滑动变阻器（阻值范围0-20。）

开关S、导线若干

（1）该小组利用给定的器材设计了甲、乙两种电路，为减小实验误差，应使用

图（选填“甲”或“乙”）进行测量；

丙

（3）闭合开关S后，改变滑动变阻器的阻值，得到多组电压表的示数U和对应的电流表示数

/,作出的图像如图丁所示，若测得该图像的横截距为外纵截距为仇则该电源的电动势

E=o内阻r=（用〃、b、%表示）；

(4)若测得电源的电动势为1.4V,内阻为1.0Q,将两节相同的干电池串联后，直接给伏安

特性曲线如图戊所示的小灯泡供电(额定电压为4V),试推断该电池组的效率

为(保留2位有效数字)。

2.实验小组准备测一节干电池的电动势E和内阻「，进行了如下的实验:

(1)如图甲所示为用游标卡尺测量电池直径的示意图，其读数为mm；

(2)为了测量该电池的电匆势E和内阻某同学设计了如图乙所示的实验，当单刀双掷开

关S2接1进行实验时，误差来源于(填“电压表分流”或“电流表分压”)；

(3)正确连接电路后，当闭合开关Si,单刀双掷开关S2接1进行实验时，发现无论怎么移动

滑动变阻器的滑片，电压表的读数都不变，电流表无读数。则电路的故障可能是()

A.电流表断路B.开关Si接触不良C.滑动变阻器断路

(4)根据正确的实验操作，记录数据，绘制如图内中所示的4、8两条UT图线，根据图线

得到，电池电动势砍:内阻尸o(结果用丙图中符号表示)

3.某物理实验小组看到比亚迪发布一款新能源汽车宋plusdmi,其中汽车电池采用的是比亚

迪的刀片电池技术，整块电池铭牌如图甲所示。已知该车内的整块电池是由15块刀片电池

串联而成，其中一块刀片电池由8块电芯串联而成。现将一块刀片电池拆解出来，测量其中

一块电芯的电动势E和内阻厂，现有如下器材：一个电阻箱、一个电压表、开关和若干导线、

一块电芯、坐标纸和刻度尺，电路图如图乙所示。

⑥比亚密度至有限公司制造

品牌比亚迪制造国中国

整车型号BYD6470ST6HEV2乘坐人数5

制造年月2021年03月

发动机排量1498mL发动机型号BYD472QA

发动机最大净功率78kW

驱动电机型号TZ220XYE

驱动电机峰值功率l45kW

动力电池系统额定电压384V

动力电池系统额定容欧47.7Ah最大允许总质III;2165kg

甲

(I)根据汽车电池铭牌，一块电芯所带电量为C；

(2)为了更加精确地测量，图乙中电压表量程应该接(“5”或“15”)V；

(3)某物理实监小组按图乙连接电路，闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阳信R和中压表

的相应读数U,利用测量数据，作图线如图丙所示，图线的纵轴截距为“，斜率为鼠

UK

则一块电芯的电动势，L____________:

(4)利用图乙所示电路测得的电动势E测和内阻/•洞与真实值£化和r”相比,EM

r鼠填“大于”“等于”或“小于”)。

4.为测定干电池的电动势和内阻，提供的实验器材如下.

A.干电池两节，每节干电池的电动势约为I.5V,内阻约为0.9Q

B.电流表A(0〜0.6A,内阻约为0.5Q)

C.滑动变阻器R(0-50Q,额定电流为3A)

D.滑动变阻器&(0〜1000Q,额定电流为1A)

E.电流表G(。〜3mA,RG=10。)

F.定值电阻R3=990。

G.定值电阻&=90。

(I)由于两节干电池的内阻较小，现将Ro=3Q的定值电阻与两节干电池串联后作为一个整

体进行测量.在进行实验时，滑动变阻器应选用,定值电阻应选用.(填写

实验器材前的编号)

(2)在如图甲所示的虚线方框中补充完整本实验电路的原理图.

MSK082/,/A

甲乙

（3）根据实验测得数据作出/2—九的图线如图乙所示，其中/2为通过电流表G的电流，力为

通过电流表A的电流，根据该图线可知，两节干电池的总电动势为V,总内阻为

Q.（结果均保留2位有效数字）

5.叠层电池的性质与普通干甩池相同，但它具有体积小、输出电压高的特点。为测量某叠层

电池的电动势E和内电阻「，该同学利用下列器材设计了如图I所示的测量电路：

苫

图1

A.待测电池

B.定值电阻Ro（3O.OQ）

C.理想电压表Vi（量程为15V）

D.理想电压表V2（量程为3V）

E.滑动变阻器夫（最大阻值为500Q）

F.开关一个，导线若干

回答下列问题

（1）闭合开关前，应将滑动变阻器R的触头置于（选填“最左端”或“最右端”）；

⑵实验中，调节R触头的位置,发现当电压表Vl读数为6.0V时，电压表V2读数为1.96V,

此时通过电源的电流为mA；（结果保留3位有效数字）。

（3）多次改变我接入电路的电阻，读出多组Vi和V2的示数出、U2,将（2）中的点描在图2

中，连同己描出的点作出劣-”的图像；

(4)由外一出图像可知该叠层电池的电动势E二V,内电阻尸C。(结果

保留3位有效数字)

6.某小组设计了如图所示的电路，该电路能够测量电源的电动势E和内阻口是辅助电源，

A,3两点间有一灵敏电流表G。

B

(I)请补充下列实验步骤：

①闭合开关Si、S2,调整滑动变阻器R、R'的阻值使得灵敏电流表的示数为零，这时，A、

3两点的电势以、OB的关系是0A%，(选填“大于”、“等于”或“小于”)即

相当于同一点，读出电流表和电压表的示数人和口，其中人就是通过电源E的电流。

②改变滑动变阻器R、*的阻值，重新使得灵敏电流表的示数为零，读出电流表和电压表

的示数，2和S。

(2)写出步骤①、②对应的方程式,及电动势和内阻的表达式E=

r=(用人、5、»、S表示)

(3)不考虑偶然误差，此方法测出的电动势真实值(选填“大于”、“小于”或“等

于“)。

答案解析

一、实验题

1.⑴甲

【解析】(1)甲电路中，将电流表和电源看作一个等效中源，电流表测后的是干路电流，电

压表测量的是路端电压，测得等效电源内阻为产=r+弓，由于题中电流表内阻已知，可避

免电流表内阻对测量结果的影响，即厂=/-小，可得准确阻值；乙电路中，将电压表和电

源看作一个等效电源，由于电压表内阻不明确，不能消除他压表的误差,不能得出准确阻值；

应使用图甲进行测量。

(3)由闭合电路欧姆定律得后=U^+U=/(r+rA)+U

整理得U=-(r+h)/+E

由上式可知U-/中截距为电源电动势E=b

斜率大小为k=^=r+rA

则电源内阻为丁=5—人

(4)在小灯泡的伏安特性曲线图像中作出电源得/-U曲线，如下图所示

//A

由图示可知，小灯泡两端实际电压U=2.4V

实际电流/=0.19A

该电池组的效率为〃=^=77^x10°%486%

2.(1)29.8；(2)电流表分压;(3)C；(4)UA乎

【解析】(1)根据游标卡尺的读数规则可得电池直径为d=29mm+8x0.1mm=29.8mm

(2)当单刀双掷开关S2接1进行实验时，电流表直接串联在干路上，起到分压作用，导致电

压表的测量值偏小。

(3)由电路可知，如果电流表断路，则电流表无读数，电压表也无读数，A错误；如果开关

Si接触不良，整个电路处于断路状态，电流表和电压表均无读数，B错误；如果滑动变阻器

断路，则电流表无读数，电压表测量电源两端的电动势，无论如何移动滑动变阻器的滑片，

电压表的读数都不变，C王确。故选C。

(4)开关S2接I进行实验时，相对于电源，电流表采用内接法，由闭合电路欧姆定律可得U=

E—/(7'+RA)，当/=0时，有E=%，即电动势的测量值为真实值，图线斜率为(r+以)，

则内阻的测量值偏大，对应的图线为4。开关S2接2进行实验时，相对于电源，电流表采

用外接法，由闭合电路欧姆定律可得E=U+(为+/)r,对应图线从当U=0HJ-,外电

路短路，短路电流为/短二小，短路电流为真实值，电源的真实的U-/图线是A图线与纵

轴交点和8图线与横轴交点的连线，则电源的内阻可表示为丁=孑

3.(1)1431(2)5(3)--(4)小于小于

aa

【解析】(D一块电芯所带电量为Q=胃等C=14?1C

(2)一块电芯的额定电压约为E=y^v=3.2V

为了更加精确地测量，图乙中电压表量程应该接5V：

(3)根据E=gr+U

K

得5=£4+3图线的纵轴截距为4,即a=5

UDKbL.

则E=L斜率为kg所以r=A

aEa

⑷如果考虑电压表的内尺八(+台r+力广汽+*看+1),此时图线纵截距表示

9,+1)，所以七猾小于E外而斜率不变截距偏大，因此小小于「直。

4.(1)CF(2)见图解析(3)3.02.0

【解析】(D电源为两节干电池，电动势为3V,比较小，电源的内阻也较小，为多测几组

实验数据，方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器，因此滑动变阻器应选C：上述

器材中没有宜接给电压表，但给了两个电流表，需将电流表G与定值电阻串联改装成电压

表，改装后电压表的量程应不小于3V,根据串联电路规律可知，应串联的电阻为/?=高与

Q-10Q=990Q,故选F.

(2)用改装后的电压表测量电压值，用电流表A与滑动变阻器凡串联测电路电流，如图所示.

(3)由电路图，根据闭合电路欧姆定律可得

£=〃(R3+RG)+(/1+/2)(Ro+r)

整理得与=_益不人+后氤7

设图像与纵轴的交点为从图像的斜率为亿

可得』+R可〜工+「，

联立各式并代入数据解得石=3.0V,r=2.0Q.

5.(1)最左端⑵65.3(3)见解析⑷14.0122

【解析】(1)为保护电压表，闭合开关前，应将滑动变阻器有效阻值调至最大，故R的触头

置于最左端。

(2)电压表为理想电表，则电流为/=接=詈A右0.0653A=65.3mA

(3)描出Ui为6.0V,U2为1.96V的点如图，拟合已描出的点，让尽可能多的点分布在线上,

或均匀分布在线的两侧，做出为-%的图像如图所示

⑷根据闭合电路欧姆定律£=5+籍

整理得人=£一点%,可知Ui—4图像纵轴截距等于电源电动势，则有E=14.0V

u1_“图像的斜率绝对值为因=^=生等2