2027高考物理复习题型精讲及课时精练专题48 实验：测定电源的电动势和内阻（学生版）

专题48实验：测定电源的电动势和内阻

题型一教材原型实验......................................................................................................................................3

题型二创新实验提升......................................................................................................................................3

课时精练............................................................................................................................................................4

【基础回顾】

一、实验目的

1．测量电源的电动势和内阻。

2．加深对闭合电路的欧姆定律的理解。

二、实验原理

1．原理图如图所示

2．由实验数据求E、r的方法

(1)列方程求解：由U＝E－Ir得Error!解得E、r。

(2)用作图法处理数据，如图所示。

①图线与纵轴交点为电动势E；

ΔUE

②图线的斜率的绝对值表示r＝＝。

ΔII短

三、实验器材

电池、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺。

四、实验步骤

1．电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，按实验原理图甲或乙连接好电路。

2．把滑动变阻器的滑片移动到接入电路阻值最大的一端。

3．闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1，U1)，用同样

方法测量出6组I、U的值，填入表格中。

第1组第2组第3组第4组第5组第6组

U/V

I/A

4.断开开关，拆除电路，整理好器材。

五、误差分析

1．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测的差越大。其U－I图像如图乙所示。

结论：E测<E真，r测<r真。

2．若采用图丙电路，由于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测的差越大。其U－I图像如图丁所示。

结论：E测＝E真，r测>r真。

六、注意事项

1．合理选择电压表、电流表量程。测一节干电池的电动势和内阻时，电压表选3V量程，

电流表选0.6A量程，滑动变阻器选0～10Ω。

2．应使用内阻大些(用过一段时间)的干电池；在实验中不要将I调得过大；每次读完I

和U的数据后应立即断开电源，以免干电池在大电流放电时E和r明显变化。

3．在作U－I图线时，要使较多的点落在这条直线上，不在直线上的点应均匀分布在直

线的两侧，忽略个别偏离直线较远的点，以减小偶然误差。

4．干电池内阻较小时，U的变化较慢，此时，坐标轴中数据点将呈现如图甲所示的状况，

为此，可使纵坐标不从零开始，如图乙所示，把坐标的比例放大，可使结果的误差减小些，

此时图线与横轴交点不表示短路电流。另外，计算内阻要在直线上任取两个相距较远的点，

ΔU

用r＝||算出电池的内阻r。

ΔI

题型一教材原型实验

【例题精讲】

1．太阳能电池是一类能直接将太阳光能转化为电能的光电半导体器件，当它受到达到一定强度的光线照

射时，能瞬间产生电压，这一现象被称为太阳能光伏效应，因此太阳能电池也常被称作光伏电池。某研

究小组设计了如图甲所示的实验电路探究光伏电池的发电性能。

（1）实验开始前图甲中的滑动变阻器滑片P应放在（选填“a”或“b”）端；

（2）用一定强度的光照射该电池，闭合电键S，调节滑动变阻器R的阻值，通过测量得到光伏电池的U

﹣I曲线如图乙所示。由图像可知，在该光照强度下，光伏电池的电动势为E＝V，当电流

较小时，光伏电池的内阻基本不变，当电流较大时，光伏电池的内阻明显（选填“增大”或

“减小”）。

（3）保持光照条件不变，将R＝4Ω的定值电阻与光伏电池串联，则此时光伏电池的内阻r＝Ω。

（结果保留两位有效数字）

2．为了测量电源电动势和内阻，某实验兴趣小组设计了如图甲所示实验电路进行测量，已知R0＝3Ω。

（1）按照图甲所示的电路图，将图乙中的器材实物连线补充完整；

（2）实验操作步骤如下：

①将滑动变阻器滑到最左端位置

②接法Ⅰ：单刀双掷开关S与1接通，闭合开关S0，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据U1

﹣I1的值，断开开关S0

③接法Ⅱ：单刀双掷开关S与2接通，闭合开关S0，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据U2

﹣I2的值，断开开关S0

④分别作出两种情况所对应的U1﹣I1和U2﹣I2图像，如图丁所示

（3）某次读取电表数据时，电流表指针如图丙所示，此时I1＝A；

（4）根据U2﹣I2图像，求得该电源电动势E＝V，内阻r＝Ω；（结果均保留

两位小数）

（5）关于该兴趣小组的实验，下列说法中正确的是。（多选）

A.根据U1﹣I1图像求得电源内阻r＝2Ω，由于电流表的分压导致内阻测量结果偏大

B.由于电压表的分流，根据U2﹣I2图像求得电源电动势无系统误差，内阻测量值偏小

C.根据丁图可求得该电源电动势和内阻的真实值分别为1.80V和4.50Ω

D.根据丁图可求得电流表的内阻为0.50Ω

3．2026年4月，国家发布了充电宝新规，对充电宝的功能和安全标准提出了更高要求。甲同学准备测量

某款旧充电宝的电动势与内阻，经查阅资料后获悉，充电宝电动势稳定，大约为5V，内阻大约为

0.3Ω，该同学设计了图一所示电路。其中：

电压表V（量程为3V，内阻为3kΩ）

电流表A（量程为0.6A，内阻约为0.1Ω）

电阻箱R1（0～9999Ω）

滑动变阻器R2（最大阻值为20Ω）

定值电阻R0＝2Ω

一个开关及导线若干

（1）为了将电压表的量程扩大为原来的两倍，需要把电阻箱的阻值调为Ω。

（2）调节滑动变阻器，该同学得到多组电压表与电流表的读数，以电压表读数为纵坐标，电流表读数

为横坐标，作出U﹣I图线如图二，则该充电宝的电动势E＝V，内阻r＝Ω。

（结果均保留2位有效数字）

4．某实验小组为测量一节旧干电池的电动势E和内阻r（内阻约2Ω），选用以下器材：

旧干电池1节（电动势约1.5V，内阻r待测）

电流表A（量程0～0.6A，内阻RA＝0.5Ω）

电压表V（量程0～3V，内阻约3kΩ）

开关S、导线若干

（1）除了以上器材还需要一个滑动变阻器，下面两种规格应该选；（填选项前的字母）

A.滑动变阻器R1（0～10Ω）

B.滑动变阻器R2（0～100Ω）

（2）根据实验器材，为了得到更准确的测量结果，请在虚线框内将实验电路图（图1）补充完整；

（3）实验中，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最（选填“左”或“右”）端；

（4）实验中记录多组电流表的示数I和对应的电压表的示数U，根据数据绘制出U﹣I图像，如图2所

示，结合已知的电流表内阻RA，可知干电池的电动势E＝V，内阻r＝Ω。（结

果均保留三位有效数字）

5．某实验小组要测量电池组的电动势和内阻，实验室提供的实验器材如下：

A.待测电池组（电动势约为3V）；

B.滑动变阻器；

C.电压表V（理想电压表）；

D.电流表；

E.电阻箱；

F.开关S、导线若干。

（1）在下列提供的电路中，应选用（填“甲”或“乙”）。

（2）根据某次实验记录的数据画出的U﹣I图像如图丙所示，待测电池组电动势E＝V，待

测电池组内阻r＝Ω。（结果均保留两位有效数字）

（3）实验中发现电流表损坏，若要继续完成该实验，请你根据所给器材设计实验电路，并画在如图丁

所示的方框中。

6．在测量某电源电动势和内阻时，因为电压表和电流表的影响，不论使用何种接法，都会产生系统误差，

为了消除系统误差，某实验小组设计了图甲实验电路进行测量。

现有如下实验器材：

A．待测电池（电动势约为3.6V，内阻约为几百毫欧）

B．电压表V（0～4V，内阻约为1.6kΩ）

C．电流表A（0～0.9A，内阻约为2.7Ω）

D．滑动变阻器R（0～35Ω）

E．阻值为20Ω的定值电阻

F．阻值为4Ω的定值电阻

G．单刀单掷开关S0、单刀双掷开关S、导线若干

实验过程中，先将单刀双掷开关S接1，闭合S0，调节滑动变阻器，得到多组电压U和电流I，作出U

﹣I图像；再将开关S接2，重复上述操作。最终作出的两条U﹣I图线如图乙所示。回答下列问题：

（1）实验中，定值电阻R0的作用有（选填下列选项字母）；定值电阻应选择（填

器材前面的字母）。

A．保护电源

B．在电压变化时使电流表示数变化明显

C．在电流变化时使电压表示数变化明显

（2）图乙中图线b是单刀双掷开关S接（填“1”或“2”）测出的，仅利用图线b得出电动

势和内阻，系统误差来源于（选填下列选项字母）。

A．电流表分压

B．电压表分流

（3）图乙中两纵截距分别为U1＝3.63V、U2＝3.64V，两横截距分别为I1＝0.80A、I2＝0.50A，消除系

统误差，由图乙可以得出电池的电动势E＝V，内阻r＝Ω。（结果均保留2

位小数）

（4）利用（3）的截距数据，由图乙还可以得出电流表的内阻RA＝Ω，电压表的内阻RV

＝Ω。（结果均保留2位小数）

7．某物理实验小组设计了如图甲所示的电路测量电源的电动势和内阻。

（1）闭合开关S1前，应先将滑动变阻器的滑片P调到（填“a”或“b”）端。

（2）实验记录了单刀双掷开关S2分别接1、2时对应的多组电压表的示数U和电流表的示数I，根据

实验数据绘制了如图乙所示的A、B两条U﹣I图线。当开关S2接1位置时，作出的U﹣I图线是图乙

中的图线。（填“A”或“B”）

（3）从尽可能减小系统误差的角度，电源电动势E＝，电源内阻r

＝。（均选用UA、UB、IA、IB中的字母表示）

（4）利用图乙还可以得出电流表内阻RA＝。（均选用UA、UB、IA、IB中

的字母表示）

8．如图所示，将一根铜棒和一根锌棒插入一只苹果内，就成了一个简单的“水果电池”。小明同学做了两

个这样的水果电池，并依次进行以下实验：

（1）用多用电表的直流电压2.5V挡粗测其中一个水果电池的电动势，指针位置如图所示，其示数为

V。

（2）将两个水果电池串联起来组成电池组给“1.5V、0.3A”的小灯泡供电，小灯泡不能发光。再将多

用电表串联在电路中测量电流，发现读数不足3mA。小灯泡不发光的原因是此电池组的（选

填选项前的字母）。

A.水果电池的电动势太大

B.水果电池的电动势太小

C.水果电池的内阻太大

D.小灯泡的电阻太大

（3）用如图所示的器材测量该电池组的电动势和内阻，为了尽可能准确的测出该电池组的电动势和内

阻，请用笔画代替导线将电路补充完整。

（4）已知：电流表A（0～3mA，内阻约8Ω），电压表V（0～2V，内阻约1100Ω）。若有两种规格的滑

动变阻器：A（0～20Ω）、B（0～2kΩ），实验中应该选用的滑动变阻器是（选填“A”或

“B”）。该实验中，电源内阻的测量值真实值（选填“大于”或“等于”或“小于”）。

9．新能源汽车使用串联锂电池组，电池的单体一致性是整车电池安全管控最高优先级核心特性。电池一

致性失衡，是新能源车辆锂电池自燃起火事故最高发的原生核心诱因。为弄清楚其中的原因，小明带领

他的物理兴趣小组进行了以下的实验。实验器材如下：

一节5号旧干电池A；

一节5号新干电池B；

电压表V（量程0～3V，内阻RV约3kΩ）；

电流表A（量程0～0.3A，内阻RA＝1Ω）；

滑动变阻器R（阻值0～50Ω）；

开关、导线若干。

（1）首先，同学们用图甲所示的电路分别测量了新旧电池的电动势和内电阻，并根据实验数据描绘出U

﹣I图像，如图乙所示。根据数据可以看出旧电池的电动势EA＝V，与新电池相比变化不

大，旧电池内阻约是新电池内阻的倍。这个实验方案测得的电源内电阻系统误差

（填“有”或“无”）。（结果保留三位有效数字）

（2）接下来，同学们找到他们之前实验中描绘的一个小灯泡的伏安特性曲线，并将它也描绘在图乙中。

同学们发现，若将这一节新电池和一节旧电池串联起来为这个小灯泡供电，根据图像得出其中这节旧电

池的总功率为（结果保留两位有效数字），发热功率为0.13W，可见新旧电池串联使用时

旧电池自身内阻发热功率大于其总功率，同学们终于用自己学习到的知识弄清楚了新旧电池不能混用的

原因。

10．在测定一节干电池的电动势和内阻的实验时，为防止电流过大而损坏器材，在电路中加了一个保护电

阻R0＝1Ω，根据如图1所示电路图进行实验。

（1）根据实验测得的5组数据画出的U—I图线如图2所示，则干电池的电动势E＝V，

内阻r＝Ω。（结果保留3位数字）

（2）在本实验中，由于电压表和电流表不是理想电表，干电池内阻的测量值。（选填“偏大”

或“偏小”）

（3）某同学设计了另一种实验方案。利用电阻箱、电流表等实验器材测量电池a的电动势Ea和内阻

ra，实验装置如图3所示。调节电阻箱的阻值，测得多组电阻箱阻值R和电流I的数据，得到图4所示

1

的−푅关系图线a。重复上述实验方法测量电池b的电动势E和内阻r，得到图4中的图线b，由图线

퐼bb

可知。

A．Ea＞Eb，ra＞rb

B．Ea＜Eb，ra＜rb

C．Ea＝Eb，ra＜rb

D．Ea＜Eb，ra＝rb

题型二创新实验提升

考向一安阻法

1．实验原理

用一个电流表和电阻箱测量，电路如图所示，测量原理为：E＝I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r)，

由此可求出E和r，或用图像法处理数据。此种方法使测得的电动势无偏差，但内阻偏大。

若已知电流表○A的阻值可消除测内阻的系统误差。

2．图像法处理数据

3．误差分析

(1)误差来源：电流表有电阻，导致内阻测量不准确；

(2)结论：E测＝E真，r测>r真(r测＝r真＋rA)。

【例题精讲】

1．小明同学设计了如图甲所示的电路测电源电动势E、电阻丝R1的电阻率及R2的阻值。实验器材有：待

测电源E（不计内阻），待测电阻丝R1，待测电阻R2，电流表A（量程为0.6A，内阻较小），电阻箱R

（0～99.99Ω），单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干。

（1）用螺旋测微器测量电阻丝R1的直径，示数如图所示，则读数d＝mm。

（2）用刻度尺测出电阻丝R1的长为l。闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱R，读出其示数r1和对应

的电流表示数I，将S2切换到b，调节电阻箱R，使电流表示数仍为I，读出此时电阻箱的示数r2，则

电阻R1的电阻率表达式为ρ＝。（用r1、r2、d、l表示）

（3）小明测得电阻R1＝2.0Ω，继续测电源电动势E和电阻R2的阻值。他的做法是：闭合S1，将S2切

换到b，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电流表示数I，由测得的数据，绘出了如图

1

乙所示的−R图线，则电源电动势E＝V，电阻R＝Ω。（保留两位有效数字）

퐼2

（4）用此方法测得的电动势的测量值真实值。（选填“大于”“小于”或“等于”）

2．实验小组的同学想要同时测量一个量程为0～30mA的电流表A的电阻、一个旧充电宝电源的电动势

（约为5V）和内阻，实验室提供了电流表A1，两个电阻箱R1、R2，两个滑动变阻器R3（0～50Ω）、R4

（0～200Ω），开关S、S1，单刀双掷开关S2，导线若干。

（1）实验中，用待测充电宝作为电源设计了如图甲所示的测量电路，电路中滑动变阻器R应选用

（选填“R3”或“R4”）。闭合开关S、S1，S2接至a点，调节R1、R使电流表A1的示数为30mA，电

流表A的示数为10mA时，电阻箱R1的阻值如图乙所示，则电阻箱R1接入电路的电阻为

Ω，电流表A的电阻为Ω。

（2）保持（1）中电阻箱R1的电阻不变，开关S2接至b点，调节电阻箱R2，记录的电阻箱R2的阻值

1

和电流表A的示数I，重复步骤（2），测出多组R和I的值，作出−R图像如图丙所示，则该充电宝

2퐼2

的电动势为V，内阻为Ω。

3．某实验小组为了测量电源的电动势和内阻以及量程为0～0.6A的电流表内阻，设计如图甲所示的电路，

其中A1、A2是两个相同的待测电流表，定值电阻的阻值为R0。

（1）按照图甲连接好电路，闭合开关S前，滑动变阻器R的滑片应置于最（填“左”或

“右”）端；

（2）闭合S，调节滑动变阻器R与电阻箱的阻值，当电阻箱的读数为R1时，灵敏电流表G的示数为

零，则待测电流表内阻的测量值为；

（3）保持电阻箱阻值不变，调节滑动变阻器，读出电流表A1、A2的示数I1、I2，以及电压表的示数

U，图乙是电流表A1的某次示数，其读数为A；

（4）仅改变滑动变阻器滑片的位置，测得多组U、I1、I2，以U为纵坐标、I1+I2为横坐标，得到图丙

所示的直线，则电源的电动势E＝，内阻r＝。（均选用c、d、R0、

R1表示）

4．近期，在宝鸡老实人超市新天地店户外安装了个智能座椅如图甲所示，该款座椅能通过太阳能电池板

将太阳能转化成电能，给市民手机“补电”带来了便利。在无光照时该太阳能电池可视为一个电阻。

（1）某同学用欧姆表粗测太阳能电池无光照时的电阻Rx，先用欧姆表“×10”挡粗测被黑布包裹的太

阳能电池的电阻Rx，发现指针偏转角度很小，为使测量结果更准确，需改用（选填“×

100”或“×1”）挡位，并重新进行欧姆调零。

（2）另一同学利用如图乙所示的电路测量某光电池有光照的电动势和内阻，假设相同光照强度下该光

电池的电动势不变。

实验器材规格如下：

电流表A1（量程为0～3mA、内阻RA1＝20Ω）；

电流表A2（内阻忽略不计）；

电阻箱R1（最大阻值9999.9Ω）；

滑动变阻器R；

定值电阻R0＝7Ω。

a.该同学把电流表A1和电阻箱R1串联改装成量程为0～3V的电压表，则电阻箱应调至阻值R1＝

Ω。

b.该同学用一稳定强度的光照射该电池，闭合开关S，调节滑动变阻器R的阻值，读出电流表A1和电

流表A2读数分别为I1、I2，得到I1﹣I2曲线如图丙所示。用E和r表示电源的电动势和内阻，则I1与I2

的关系式为（用E、r、R0、RA1、R1表示）。

c.当I1＜2.0mA时，随着I1减小，电池的电阻（增大、减小、不变）。

5．巴蜀中学物理兴趣小组准备测量一节旧干电池的电动势和内电阻，手头有两只电流表，但无电压表。

该同学根据已有的器材设计了如图甲所示的实验电路图，其中R0＝2.0Ω。

（1）该同学将内阻为500Ω、量程为1mA的电流表A1与电阻箱串联，将电阻箱调至合适的阻值后当成

电压表使用，现有如下三个不同的阻值，应选（填选项前字母）作为电阻箱的接入阻值最合适。

A.1000Ω

B.500Ω

C.100Ω

（2）根据电路图甲将实物电路连接完整，如图乙。连接电路后，发现aa′、bb′和cc′三条导线中，

有一条导线内部断开。为了找出这条导线，将开关S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、b′间电压，

读数不为零，再测量a、a′间电压，读数为零，则一定是导线断开。

（3）排除故障后，通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出

图像如图丙。若忽略电流表A1支路对实验结果的影响，由I1﹣I2图像得到电池的电动势E＝V，

内阻r＝Ω。（结果均保留两位有效数字）

6．干电池用久后通常电动势会减小，内阻增大。某同学利用DIS系统、定值电阻R0、电阻箱R等实验器

材分别研究新、旧两节干电池的电动势和内阻，实验装置如图甲所示。首先测量电池a的电动势和内阻，

1

实验时多次改变R的阻值，用电流传感器测得对应的电流值I，在计算机上显示出如图乙所示的−R的

퐼

关系图线a，重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图乙中的图线b。

（1）某次实验电阻箱调节后如图丙所示，则此时电阻箱的读数为Ω。

1

（2）若定值电阻R＝1.0Ω，令y=，x＝R，由图乙中实验图线a的拟合方程可得，电池a的电动势E

0퐼a

＝V，内阻ra＝Ω。（结果可用分数表示）

（3）根据图乙可以判断，图线对应的是新电池（选填“a”或“b”）。

2

（4）根据实验测得的电池a的R、I数据，若令y＝I（R+R0），x＝R+R0，则由计算机拟合得出的y﹣

x图线如图丁所示，则图线最高点A的坐标值应为x＝Ω（结果保留2位有效数字）。

7．某实验小组用如图甲所示电路测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：

A.待测电源

B.毫安表mA（量程50mA，内阻为4.5Ω）

C.电阻箱R（最大阻值为999.9Ω）

D.定值电阻R0（阻值为0.5Ω）

E.开关S、导线若干

实验步骤如下：

①将电阻箱的阻值调到最大，闭合开关S；

②多次调节电阻箱的阻值，记录毫安表的示数I和电阻箱对应的阻值R；

11

③以为纵坐标，R为横坐标，作出−푅图线如图乙所示。

퐼퐼

回答下列问题：

（1）毫安表与定值电阻R0并联，相当于改装了一个新的电流表，改装后新电流表的量程为

A，内阻为Ω；

（2）由上述实验可得该电源的电动势E＝V，内阻r＝Ω；

（3）实验小组找来一标准电流表A串接到该实验电路中，如图丙所示，当标准电流表A的示数为0.32A

时，毫安表的指针位置如图丁所示，若此问题仅是由R0的阻值误差引起的，则上述实验中电动势的测

量值真实值，内阻的测量值真实值（均选填“大于”“小于”或“等于”）。

8．某实验小组用图甲所示的电路测量西红柿电池的电动势E和内阻r。所用器材如下：西红柿电池、电阻

箱R、多用电表0.5mA挡（阻值为300Ω）、开关、导线等。他们用图甲中电路测量西红柿电池的电动

势和内阻。

（1）闭合开关前，应先把电阻箱的阻值调到（选填“最大”或“最小”）。

（2）某次测量，多用电表指针偏转如图乙所示，其读数为mA。

1

（3）结合多次测量所得数据，−푅画出关系图线，如图丙所示。由图线求得电源的电动势E＝

퐼

V，内阻r＝Ω。

（4）若某同学误将图甲中的多用电表当成理想电表，结合图丙中的数据计算得到电源的电动势和内阻

퐸′−퐸푟′−푟

分别为E'和r，由此产生的相对误差分别为：||×100%=，|

퐸푟

|×100%=。

9．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：

①R0在电路中起（填“保护”或“分流”）作用。

11

②与E、r、R、R的关系式为=。

퐼0퐼

1

③根据记录数据作出−푅图像，如图（b）所示。已知R＝9.0Ω，可得E＝V（保留三位

퐼0

有效数字），r＝Ω（保留两位有效数字）。

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。

10．某实验兴趣小组为了测量某电池组的电动势和内阻，设计了如图甲电路，所用器材如下：电流表（量

程0～0.6A，内阻很小），电阻箱R（阻值0～999.9Ω），定值电阻R0（阻值1Ω），电池组一组，开关一

个，导线若干。

据此回答以下问题：（计算结果均保留一位小数）

（1）为了器材的安全，闭合开关前应将电阻箱的阻值调到（选填“最大”或“零”）；

（2）实验测得电阻箱阻值R和电流表示数I的数据如下表所示：

R/Ω504642383430262218

I/A0.230.250.270.300.330.370.430.500.59

14.354.023.683.353.022.682.352.021.68

/퐴−1

퐼

1

（3）在图乙中根据表中数据进行了描点，请作出−푅图像。

퐼

（4）由图像可计算出电池组的电动势为V，内阻为Ω。

（5）为了得到更准确的测量结果，该小组同学在得到上述测量结果后，将一只量程100mV的电压表并

联在电流表两端，再次调节电阻箱阻值，当电流表示数为0.30A时，电压表示数如图丙所示，则该电池

组的电动势应为V，内阻应为Ω。

考向二伏阻法

1．实验原理

푈1푈2

用一个电压表和电阻箱测量，电路如图所示，测量原理为：E＝U1＋r，E＝U2＋r，

푅1푅2

由此可求出r和E，或用图像法处理数据。此种方法测得的电动势和内阻均偏小。

2．图像法处理数据

3．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。

【例题精讲】

1．某学习小组的同学们想利用电压表和电阻箱测量一电池组的电动势和内阻，他们找到了如下的实验器

材：电池组（电动势E约为6.0V，内阻r约为1Ω）、电压表V（量程为6V，内阻为RV）、定值电阻R1

（R1＝1Ω）、电阻箱R（阻值范围可调）、开关、导线若干。同学们研究器材，思考讨论后确定了如下

的实验方案，请你将该方案补充完整。

（1）为了“准确”测出电池组的电动势和内阻并能利用乙图图像处理数据，请在图甲所示虚线框中设

计了部分电路图，请把该电路图补充完整。

（2）采集电压表读数U和电阻箱的读数R，作出了如图乙所示图像，已知图像的斜率为k，纵截距为

11

b，则由物理规律可知−图像中k＝、b＝。（用

푈푅

题目中所给的字母表示）

（3）进一步研讨：图丙所示为他们测得的某型号小灯泡的伏安特性曲线，如果把两个该型号的灯泡并

联后再与R0＝3Ω的电阻串联接在上述电池组上（若测得电池组的电动势E＝6.0V、内阻r＝1Ω），如图

丁，则每只灯泡消耗的实际功率为W（结果保留3位有效数字）。

2．某同学想测量一旧手机中的锂电池的电动势E和内阻r（电动势标称值3.7V，允许最大放电电流为

500mA）。实验室备有如下器材：

电压传感器（可视为理想电压表）；定值电阻R0（阻值为5Ω）；电阻箱R（0～999.9Ω）；开关S一只；

导线若干。

①为测量锂电池的电动势E和内阻r，该同学设计了如图甲所示的电路图。实验时，闭合开关S，发现

电压传感器有示数，调节R的阻值，示数不变，则电阻箱R发生（选填“断路”或“短

路”）。

11

②排除故障后，该同学通过改变电阻箱R的阻值，得到多组测量数据，根据数据作出−图像，如图

푈푅

乙所示。则该锂电池的电动势E＝V、内阻r＝Ω。（结果均保留两位有效数字）

③若考虑电压传感器的分流作用，则电池电动势的测量值（选填“大于”、“等于”或“小

于”）其真实值。

3．某实验小组用如图甲所示的电路，测量一个电动势E约为9V、内阻r在0～15Ω范围内、允许通过的

最大电流为0.6A的电池的电动势和内阻，虚线框内表示的是由量程只有6V、内阻为3kΩ的电压表和

一只电阻箱R1共同改装成的新电压表。R2是保护电阻，R3也是电阻箱：

（1）若改装成的新电压表的量程为9V，则电阻箱R1的阻值应该调节为Ω；

（2）保护电阻R2的最小值为Ω；

（3）接好电路，闭合开关S，调节电阻箱R3，记录R3的阻值和改装成的新电压表的示数U。测量多组

数据，通过描点的方法在图乙的直角坐标系中，得到了一条在纵轴上有一定截距的直线。若该小组选定

1

纵轴表示电压的倒数，那么横轴应为；

푈

（4）该小组利用图甲测量另一电源的电动势和内阻时，选取R2为10Ω的定值电阻，将改装好的新电

压表正确地接在A、C之间。调节电阻箱R3，测出若干组R3的阻值和R2上相应的电压U。用描点的

方法绘出图丙所示的图像。根据图像，可以测出该电源的电动势为V，内阻为Ω。

4．硅基负极锂电池是以硅基材料（如硅氧或硅碳复合材料）作为负极的锂离子电池，旨在突破传统石墨

负极的能量密度瓶颈。某硅基负极电池内阻较小，电动势约为3.0V，实验小组为了准确测量某硅基电

池的电动势E和内阻r，设计了如下实验。其中定值电阻R0＝2.0Ω。

（1）按图甲接好电路进行实验，记下电阻箱和电压表对应的一系列读数R、U，获取了多组数据，作

11

出−图像如图乙所示，不考虑电压表的分流作用，则可得该电池组的电动势E＝V；内阻

푈푅

r＝Ω。（结果均保留两位有效数字）

（2）该实验小组还设计了如图丙所示的电路，其中E0为工作电源，R0为限流电阻，MN为粗细均匀同

种材料的电阻丝，P为滑动触头，G为灵敏电流计，R1为它的保护电阻，R2为阻值已知的工作电阻。

为了测量电源E的内阻r，现做如下操作：

①先闭合S1，断开S2，调节滑动触头P的位置，当其位于A位置时，灵敏电流计示数为零；

②再闭合S2，调节滑动触头P的位置，当其位于B位置时，灵敏电流计示数再次为零，此时R2两端

电压U＝；（用E、r、R2表示）

③测量出两次电阻丝MA和MB的长度分别为l1和l2。则电源内阻r＝。（用

l1、l2、R2表示）

5．某同学利用如图甲所示电路测量电源的电动势和内阻（电动势约为3V，内阻约为4Ω），其中电压表V

量程0～3V、定值电阻R0＝15Ω电阻箱R（0～999.9Ω）。

（1）为使实验时电压表的示数变化范围更大，应将单刀双掷开关S2应置于（填写“a点”

或“b点”）。

11

（2）结合（1）进行实验并描绘出对应的−图像如图乙所示，根据图像数据计算可得电源电动势E＝

푈푅

V，内阻r＝Ω；（结果均保留两位有效数字）。

（3）某同学在连接实物图时不小心将电压表接到定值电阻R0的两端，如图丙所示，若该同学想通过画

1

线性图像处理实验数据，应该画图像（选填“U﹣R”或“−푅”）。

푈

（4）若图甲的电压表的内阻为RV，考虑电压表内阻后，计算得到的电源电动势为E1，电源内阻为r1，

퐸1−퐸

则由（2）测量的电动势相对误差为||=。

퐸1

6．某小组同学设计了如图甲所示电路测量电压表内阻RV的阻值。现有的实验器材如下：

待测电压表（量程0～3V，RV未知）

滑动变阻器RP1（0～10Ω）

滑动变阻器RP2（0～500Ω）

电阻箱R1（0～999.99Ω）

电阻箱R2（0～9999.9Ω）

电源（电动势为3V，内阻不计）

开关，导线若干

（1）根据实验电路，为尽可能精确测量，滑动变阻器应该选用（填“RP1”或“RP2”），电

阻箱应该选用（填“R1”或“R2”）。

（2）该小组选定实验器材后进行了如下操作：

①先将电阻箱R调至零，闭合开关S，调节RP至电压表读数恰好如图乙所示，此时电压表示数为

V；

②保持RP滑片位置不变，调节电阻箱R，记录多组电压表示数U与电阻箱示数R；

③根据图像法科学分析、计算结果。

1

（3）该小组同学根据所测数据作出−R图像如图丙所示，根据该图像可计算出电压表内阻R＝

푈V

kΩ（结果保留1位小数）。

7．云南某学校实验小组发现一款智能手机内部使用的电池是一块扁平电池，如图甲所示，外壳上标有电

动势4.50V，为了测定该电池的实际电动势和内阻，该小组成员利用身边的仪器，设计方案对其进行测

量。

A.待测手机电池

B.电压表（量程0～3.00V，内阻为3000Ω）

C.电阻箱（阻值范围0～999.9Ω）

D.电