实验12　电池电动势和内阻的测量

实验12电池电动势和内阻的测量目录CONTENTS实验基础·必备实验技能·创新课时跟踪训练实验基础·必备实验原理（1）电路图和实物图（如图甲、乙所示）。

（2）原理：改变滑动变阻器的电阻，测多组U、I值，根据闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir计算E、r实验操作（1）选量程、连线路：电流表用0～0.6

A量程，电压表用0～3

V量程，

按原理图连接电路，注意电压表、电流表的正、负接线柱。（2）滑动变阻器滑片移到阻值最大一端。（3）测量：闭合开关，改变滑动变阻器阻值，测多组U、I值。（4）断开开关，拆除电路，整理好器材注意事项（1）为了使路端电压变化明显，可使用内阻较大的旧电池。（2）电流不要过大，应小于0.5

A，读数要快。（3）要测出不少于6组的（I，U）数据，变化范围要大些数

据

处

理实验原理实验操作注意事项误

差

分

析（1）读数不准确和电表不是理想电表引起误差。（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。结论：E测＜E真，r测＜r真。实验原理实验操作注意事项误

差

分

析实验技能·创新

一、教材原型实验

（2025·海南高考16题）如图是“测量电源的电动势和内阻”的实验

电路。有如下器材电源E1（约为3

V，内阻未知）电压表V（0～3

V，RV约为3

kΩ）电流表A（0～6

A，RA约为1

Ω）定值电阻R0＝3

Ω滑动变阻器R1（0～50

Ω）（1）为了提高测量精度，电路图中滑动变阻器应选

⁠。解析：

为了提高测量精度，方便调节电路，滑动变阻器选择最大阻

值较小的R1。R1

滑动变阻器R2（0～500

Ω）开关S导线若干（2）闭合开关S，多次调节滑动变阻器，记录U、I，如下表U/V1.001.301.702.002.50I/A0.380.320.240.180.08根据表中数据作出U-I图像。答案：见解析解析：

图像如下：（3）由U-I图像可求出电动势E1＝

V，内阻r＝

Ω（均保

留三位有效数字）。2.90

2.18

小于

（2024·甘肃高考12题）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1.5

V，内阻约为1.5

kΩ）、电流

表（量程0.6

A）、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1所示电路测量电流表的内阻。从图2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3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（RA＋r）

③调节滑动变阻器测得多组电表读数，作出图4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）。1.40（1.41也可）

1.0（1.1也可）

（2）考虑电压表内阻影响该小组也尝试用图5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

解析：由于电压表内阻很大，且串联接入电路，则回路中的电流会非常

小，无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电流表示数都非常小，D正确。二、创新拓展实验创新角度1：实验器材、

原理的创新

（1）用电阻箱和电流传感器进行实验。（2）用智能手机记录对应的电流传感器测得的电流见〔典例3〕创新角度1：实验器材、

原理的创新

利用“电阻丝＋金属夹”充当滑动变阻器见〔典例4〕创新角度2：数据处理的创新创新角度2：数据处理的创新

（2025·湖北高考11题）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。解析：

R0能避免电路中的电流过大，起到保护作用。保护

1.47

1.3

（4）电流传感器的电阻对本实验干电池内阻的测量结果

（选填

“有”或“无”）影响。解析：

结合（2）（3）分析可知，实验中的测量值实际是干电池与电流传感器的总电阻，所以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

（2024·吉林高考11题）某探究小组要测量电池的电动势和内阻。可

利用的器材有：电压表、电阻丝、定值电阻（阻值为R0）、金属夹、刻度

尺、开关S、导线若干。他们设计了如图所示的实验电路原理图。（1）实验步骤如下：①将电阻丝拉直固定，按照图a连接电路，金属夹置于电阻丝的

（选

填“A”或“B”）端；②闭合开关S，快速滑动金属夹至适当位置并记录电压表示数U，断开开关

S，记录金属夹与B端的距离L；③多次重复步骤②，根据记录的若干组U、L的值，作出图c中图线Ⅰ；④按照图b将定值电阻接入电路，多次重复步骤②，再根据记录的若干组U、L的值，作出图c中图线Ⅱ。A

解析：①为了保护电路，开关闭合前应将金属夹置于电阻丝接入电路电阻最大处，即A端；（2）由图线得出纵轴截距为b，则待测电池的电动势E＝

⁠。

课时跟踪训练1.

（2024·北京高考15题节选）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1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2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）1.0

3.3

12345

123452.

（2025·山东潍坊一模）某兴趣小组尝试测量某电源的电动势和内阻，

并探究滑动变阻器（最大阻值为20

Ω）消耗的功率P。（1）已知电源内阻比较小，移动滑动变阻器滑片时，为了使电压表示数

变化比较明显，该小组同学在思考后将R0＝8

Ω的定值电阻串联到电路中，

则图甲中的

（选填“A”或“B”）可以解决该问题。A

12345解析：

根据闭合电路欧姆定律可得U＝E－Ir，由于r太小，U值变化

较小，所以串联电阻应置于干路。故选A。（2）根据（1）问中选择的电路，多次调节滑动变阻器R的阻值，读出相

应的电压表和电流表示数U和I，将测得的数据描绘出如图乙所示的U-I图像，电源的内阻r0＝

⁠

Ω（结果保留2位有效数字），滑动变阻器R消耗的最大功率为

⁠

W。2.0

0.225

12345

12345（3）该小组同学根据（1）问中选择的电路，分析了实验中由电表内阻引

起的实验误差。下列选项中，实线是根据本实验的数据描点作图得到的U-I

图像，虚线是该电源在没有电表内阻影响的理想情况下对应的U-I图像，则

可能正确的是

⁠。B

解析：

由电路图可知，由于电压表的分流作用，电流的测量值小于

真实值，因此虚线在实线的上方，当电压表示数为零时，电流测量值与真

实值相等，因此虚线与实线在I轴相交。故选B。123453.

（2026·河北秦皇岛模拟）一同学测量某干电池的电动势和内阻。（1）图甲是该同学正准备接入最后一根导线（图中虚线所示）时的实验

电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处。①

⁠；②

⁠。开关未断开电阻箱阻值为零解析：在电学实验中，连接电路时应将开关断开，电阻箱的阻值调为最大，以确保实验仪器的安全。12345

R/Ω8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.266.75.95.34.53.8

由图像可计算出该干电池的电动势为

V，内阻为

Ω。答案：见解析图1.38

1.2

12345

12345（3）为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量

程为100

mV的电压表并联在电流表的两端。调节电阻箱，当电流表的示数

为0.33

A时，电压表的指针位置如图丙所示，则该干电池的电动势应

为

V，内阻应为

⁠

Ω。1.38[结果与（2）问第一个空格一致]

1.0[结果比

（2）问第二个空格少0.2]

12345

123454.

（2026·广东揭阳期末）某实验小组用电阻箱、定值电阻和电压表（内

阻可视为无穷大）设计了如图1所示的实验电路图，既能测出定值电阻R1的

阻值，又能同时测出水果电池的电动势和内阻，实验步骤如下：（1）根据电路图用笔画线代替导线，在实物图2上连接完整的电路，

并且：12345①将S2接到A，闭合S1，当电阻箱的阻值为504

Ω时，电压表示数为

0.30

V；②保持电阻箱示数不变，将S2切换到B，电压表示数为0.35

V；③仍将S2切换到B，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U。答案：见解析图12345解析：根据实验电路图连接实物图如图所示。（2）根据上述步骤，可得出定值电阻R1的阻值为

Ω。

84

12345（3）将实验测得的数据填入表格中，如表所示：数据序号123456U/V0.090.160.270.400.550.67R＋R1/（×103

Ω）0.10.20.40.81.64.011.116.253.702.501.821.4912345

0.83

8.33×102

12345

123455.

（2026·河南开封模拟）某物理兴趣小组要测量一干电池的电动势和内

阻，要求尽可能减小实验误差。实验室提供器材如下：待测干电池电流表A1：量程0～0.6

A，内阻约为0.2

Ω电流表A2：量程0～150

μA，内阻为1

000

Ω滑动变阻器R1：阻值范围为0～20

Ω电阻箱R2：阻值范围为0～9

999.9

Ω开关S、导线若干12345（1）该小组利用给定的器材设计了以下三种测量电路图，其中较为合理

的电路图为图

（选填“甲”“乙”或“丙”）。丙

解析：电流表A1测电路中的电流，电流表A2与电阻箱串联