2027物理步步高 大一轮复习第十章　第54课时　实验十二：测量电源的电动势和内阻

第十章恒定电流实验十二：测量电源的电动势和内阻第54课时1.掌握伏安法、伏阻法、安阻法测量电源电动势和内阻的原理及电路设计。2.理解实验的误差分析和改进方法。目标要求考点一伏安法考点二伏阻法内容索引考点三安阻法课时精练伏安法考点一原理及装置图测出路端电压U和通过电路的电流I，根据闭合电路的欧姆定律E=U+Ir，就可以测出电源电动势实验器材电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸、刻度尺等数据处理E

注意事项(1)闭合开关前应把滑动变阻器滑片移到使阻值最___的一端(2)应选用内阻大些的干电池，每次读完数据后，应立即断开电源，以免干电池在大电流放电时E、r明显变化(3)干电池内阻较小时，可使纵坐标不从零开始大误差分析<<误差分析②如图丙所示电流表的分压作用造成误差，电流越大，电流表分压越多，对应U真与U测的差UA越大，UA=I·RA。其中U-I图像如图丁所示结论：E测___E真，r测___r真

=>

(2024·甘肃卷·12)精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响。可用器材有：电压表(量程1.5V，内阻约为1.5kΩ)、电流表(量程0.6A)、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。某小组开展了以下实验。(1)考虑电流表内阻影响①用图甲所示电路测量电流表的内阻。从图乙电压表和电流表读数可得电流表内阻RA=

Ω(保留2位有效数字)。

1.0

②用图丙所示电路测量干电池电动势和内阻。电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用U、I、r和RA表示。则干电池电动势E=U+

(用I、r和RA表示)。

I(r+RA)③调节滑动变阻器测得多组电表读数，作出图丁所示的U-I图像。则待测干电池电动势E=

V(保留3位有效数字)、内阻r=

Ω(保留1位小数)。

1.401.0

(2)考虑电压表内阻影响该小组也尝试用图戊所示电路测量电压表内阻，但发现实验无法完成。原因是

(单选，填正确答案标号)。

A.电路设计会损坏仪器B.滑动变阻器接法错误C.电压太大无法读数D.电流太小无法读数D

由于电压表内阻很大，将电压表串联接在电路中，电路中电流太小，导致电流表无法读数，无法完成实验。故选D。返回考点二伏阻法1.实验原理闭合电路欧姆定律__________，电路图如图所示。

2.实验器材电源、________、_______、开关、导线、坐标纸和刻度尺。电压表电阻箱

4.误差分析(1)误差来源：电压表有内阻，干路电流表达式不准确，导致电动势测量不准确；(2)结论：E测____E真，r测____r真(均选填“>”“<”或“=”)。<<

(2025·湖北省腾云联盟一模)如图甲所示为某兴趣小组测量电池组的电动势和内阻的实验电路图。现提供器材如下：A.待测电池组(电动势约为3V，内阻约为1Ω)B.电压表V1(量程0~15V，内阻约10kΩ)C.电压表V2(量程0~3V，内阻约3kΩ)D.电阻箱R(0~99.9Ω)E.定值电阻R1=2ΩF.定值电阻R2=100ΩG.开关和导线若干依据实验电路图和实验室提供的器材，回答下列问题：(1)在闭合开关前，电阻箱应调到

(填“最大值”“中间值”或“最小值”)。

最大值

为保护电路，在闭合开关前，电阻箱应调到最大值，使电路初始电流最小。(2)要准确测量电源的电动势和内阻，电压表V应选___(填“B”或“C”)，定值电阻R0应选____(填“E”或“F”)。

C

电池组电动势约为3

V，所以电压表应选C；电池组内阻约为1

Ω，定值电阻R0应选E，便于实验测量；若选F，阻值过大，电路电流过小，电压表读数变化不明显。E

2.70.70

返回考点三安阻法1.实验原理闭合电路的欧姆定律_________，电路图如图所示。E=IR+Ir2.实验器材电源、_______、_______、开关、导线、坐标纸和刻度尺。电流表电阻箱

E-r

4.误差分析(1)误差来源：电流表有内阻，导致电源内阻测量不准确；(2)结论：E测____E真，r测____r真(r测=r真+rA)(均选填“>”“<”或“=”)。=>

(2025·湖北卷·11)某实验小组为测量一节干电池的电动势E和内阻r，设计了如图(a)所示电路，所用器材如下：干电池、智能手机、电流传感器、定值电阻R0、电阻箱、开关、导线等。按电路图连接电路，将智能手机与电流传感器通过蓝牙无线连接，闭合开关S，逐次改变电阻箱的阻值R，用智能手机记录对应的电流传感器测得的电流I。回答下列问题：(1)R0在电路中起

(选填“保护”或“分流”)作用。

保护

R0与电阻箱串联，可知R0在电路中起保护作用。

1.471.3(4)电流传感器的电阻对本实验干电池内阻的测量结果

(填“有”或“无”)影响。

当电流传感器有电阻时，内阻测量值r测=r真+r传，导致干电池内阻测量值偏大，即电流传感器的电阻对本实验干电池内阻的测量结果有影响。有针对训练

(2025·安徽合肥市模拟)某中学生课外科技小组的活动安排是测量橙汁电池的电动势E和内阻r。他们先查阅资料，了解到这种电池的电动势约为1V，内阻约为1000Ω。在准备好铜片、锌片和橙汁之后，又在实验室找到以下器材：A.电流表(量程为0~200μA，内阻约为几十欧)B.电阻箱(0~99.9Ω)C.电阻箱(0~9999.9Ω)D.学生电源一个E.开关两个F.导线若干(1)该小组认为电流表量程有点小，设计了一个如图甲所示的电路，将电流表的量程扩大。①电路中R1应选择的电阻箱为

(填器材前的字母序号)。

C

为将电流表量程扩大，方案中使用半偏法测电流表内阻，而半偏法测电流表内阻要求R1≫RA，所以R1应选C。②闭合开关S1，调节电阻箱R1，使电流表满偏；保持电阻箱R1阻值不变，闭合开关S2，调节电阻箱R2，当电流表示数为100μA时，则电流表的量程扩大为原量程的

倍，读出此时电阻箱R2的示数为R0。

2

电流表示数为100

μA时，电流表量程扩大为原来的2倍，此时电阻箱R2的阻值R0等于电流表的内阻RA。(2)断开开关S1、S2，移走学生电源。将做好的橙汁电池接入图甲的电路中，再次闭合两个开关，保持R2不变，调节电阻箱R1，读取电流表相应的示数I，将记录的数据经过处理后得到如图乙所示的图像。根据图中的数据，可得到橙汁电池的电动势为

，内阻为

。(均用a、b、c及R0表示)

(3)在讨论实验误差时，某同学认为在扩大电流表量程时存在误差，从而造成本实验中电动势的测量值

(选填“>”“=”或“<”)真实值。<

返回课时精练精练高频考点提升关键能力对一对答案12345题号

1

2答案(1)甲(2)见解析图1.44

0.651.0

3.3题号

3

4答案(1)B

1.1

(2)2.31

16.0大于题号5

6答案(1)见解析图(2)1.58

0.64

(3)2.5

(4)偏小61.(2025·浙江6月选考·14Ⅰ)在测量一节干电池的电动势和内阻的实验中，(1)为了减小测量误差，如图所示的电路中应该选择的是

(选填“甲”或“乙”)；

12345答案甲

因乙电路中电流表内阻对电源内阻的测量影响较大，则为了减小测量误差，应该选择的是题图甲；612345答案(2)通过调节滑动变阻器，测得多组U、I数据，记录于下表。试在方格纸中建立合适的标度，描点并作出U-I图像，由此求得电动势E=

V，内阻r=

Ω。(结果均保留到小数点后两位)

次数12345U/V1.351.301.251.201.15I/A0.140.220.300.370.45答案

见解析图1.440.65612345答案

根据实验数据作出电源的U-I图像如图

62.(2024·北京卷·17)某兴趣小组利用铜片、锌片和橘子制作了水果电池，并用数字电压表(可视为理想电压表)和电阻箱测量水果电池的电动势E和内阻r，实验电路如图甲所示。连接电路后，闭合开关S，多次调节电阻箱的阻值R，记录电压表的读数U，绘出图像，如图乙所示，可得：该电池的电动势E=

V，内阻r=

kΩ。(结果保留两位有效数字)

12345答案1.03.3612345答案

63.(2025·湖南常德市三模)某实验小组自制了一个化学电池，想通过实验的方法测出该电池的电动势和内阻。实验器材如下：待测化学电池、毫安表(量程为25mA，内阻约1Ω)、电阻箱A(0~9.9Ω)、电阻箱B(0~999.9Ω)、开关S1、开关S2和导线若干。该实验小组设计的电路图如图甲所示。12345答案6(1)为了较准确地测出化学电池的内阻，该实验小组打算先测出毫安表的内阻，则电阻箱R1应选

(选填“A”或“B”)。断开开关S1和S2，将R1调到最大；闭合开关S1，调节R1使毫安表的示数为15mA；再闭合开关S2，调节R2使毫安表的示数为10mA，此时R2=2.2Ω，则可以认为毫安表的内阻rg=

Ω。

12345答案B1.1612345答案

根据半偏法测电流表内阻原理，应满足R1≫rg，故电阻箱R1应选B；断开开关S1和S2，将R1调到最大，闭合开关S1，调节R1使毫安表的示数为15

mA；再闭合开关S2，调节R2使毫安表的示数为10

mA，此时有10

mA·rg=(15

mA-10

mA)·R2，可得rg=1.1

Ω6

12345答案2.3116.0大于612345答案

64.(2025·甘肃白银市三模)小阳同学用如图甲所示的电路测量某电池的电动势和内阻，实验室提供下列器材：A.电池(电动势约为3V，内阻约为10Ω)；B.灵敏电流表G(量程为0~2mA，内阻Rg=6Ω)；C.定值电阻R0；D.电阻箱R(0~999.9Ω)；E.开关和导线若干。12345答案6(1)先将灵敏电流表G改装为量程为3V的电压表，则定值电阻R0的阻值为_______Ω。

12345答案1494

6

12345答案

612345答案

6(3)这样测量出的电池内阻

(填“大于”或“小于”)真实值。

12345答案小于

由于忽略了电压表所在支路的电流，造成干路电流偏小，所测电源内阻为等效电源的内阻，即电源内阻与电压表内阻并联后的电阻，这样测量出的电池内阻小于真实值。65.(2023·湖北卷·12)某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如图(a)所示电路，所用器材如下：电压表(量程0~3V，内阻很大)；电流表(量程0~0.6A)；电阻箱(阻值0~999.9Ω)；干电池一节、开关一个和导线若干。(1)根据图(a)，完成图(b)中的实物图连线。12345答案答案

见解析图612345答案

实物图连线如图：6(2)调节电阻箱到最大阻值，闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值R、相应的电流表示数I和电压表示数U。根据记录数据作出的U-I图像如图(c)所示，则干电池的电动势为

V(保留3位有效数字)，内阻为

Ω(保留2位有效数字)。

12345答案1.580.64612345答案

6

12345答案2.5612345答案

6(4)由于电压表内阻不是无穷大，本实验干电池内阻的测量值