2027高中物理必修第三册（新教材）第3节　实验：电池电动势和内阻的测量

第3节实验：电池电动势和内阻的测量基础自主梳理第一部分一、伏安法测电池电动势和内阻的实验原理1．原理图如图所示二、实验器材被测电池(干电池)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和导线等。三、实验步骤(以伏安法为例)1．电流表用0～0.6A量程，电压表用0～3V量程，按实验原理图连接好电路。

2．把滑动变阻器的滑片移到一端，使其接入电路中的阻值最大。3．闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显的示数，记录一组数据(I1、U1)。用同样的方法测量几组I、U值。4．断开开关，整理好器材。5．处理数据，用公式法或图像法求出电池的电动势和内阻。五、注意事项1．为使电池的路端电压有明显变化，应选取内阻较大的旧干电池和内阻较大的电压表。2．实验中不能将电流调得过大，且读数要快，读完后立即切断电源，防止干电池大电流放电时内阻r发生明显变化。4．为了提高测量的精确度，在实验中I、U的变化范围要大一些，计算E、r时，U1和U2、I1和I2的差值要大一些。六、误差分析1．偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作U-I

图像时描点不准确。2．系统误差：主要原因是电压表的分流作用，使得电流表上读出的数值比流过电源的电流偏小一些。U越大，电流表的读数与总电流的偏差就越大，将测量结果与真实情况在U-I坐标系中表示出来，如图所示，可见E测＜E真，r测＜r真。七、实验创新(测电源E、r的其他方案)主要方法原理电路图伏阻法(电压表、变阻箱)

安阻法(电流表、变阻箱)

E＝I1R1＋I1rE＝I2R2＋I2r思维进阶重难突破第二部分题型一伏安法测电源电动势和内阻典型例题共研例1

(2026·山东菏泽市期中)某兴趣小组测量一节干电池的电动势和内阻，从实验室找到以下器材：A．量程为0～3V电压表，内阻约为1000Ω；B．量程为0～0.6A的电流表，内阻约为5Ω；C．滑动变阻器R1(0～5Ω)；D．滑动变阻器R2(0～500Ω)；E．开关、导线若干。(1)连接电路如图甲所示，P点应连接在________(选填“A”或“B”)点。[解析]题图甲中，开关应该控制整个电路，所以P点应连接在B点。B(2)为了实验操作方便和读数准确，滑动变阻器应选择________(选填“R1”或“R2”)。[解析]一节干电池的电动势较小，为了实验操作方便和读数准确，应选阻值较小的滑动变阻器R1。R1(3)为更准确测量干电池电动势和内阻，某同学对实验进行了改进，设计了如图乙所示的电路，闭合开关S1，将开关S2接在a端，调节电阻箱R的阻值，记录多个电压表和电流表的示数，作出U-I图线，如图丙中图线1所示，图线1在U轴和I轴的截距分别为U1＝1.45V和I1＝0.90A。保持开关S1闭合，再将开关S2接在b端，调节电阻箱R的阻值，记录多组电压表和电流表的示数，作出U-I图线，如图丙中图线2所示，图线2在U轴和I轴的截距分别为U2＝1.40V和I2＝0.95A。从尽可能减小电表引起的系统误差的角度可得，电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。(结果保留3位有效数字)1.451.53题型二伏阻法测电源电动势和内阻1．实验思路2．实验器材电池、电压表、电阻箱、开关、导线。例2

(2026·宁夏吴忠市期中)某同学利用图甲所示电路测量电源电动势E(约6V)和内阻r(约1Ω)，其中R为电阻箱，R0为定值电阻(实验室有“5Ω”、“20Ω”、“30Ω”三种规格定值电阻供选择)，电压表内阻约3000Ω，多次改变电阻箱的阻值R，记录下对应的电压表读数U，并作出图乙所示的图线。典型例题共研(1)由图乙数据可知，该同学选用的定值电阻R0的阻值是________(选填“5Ω”“20Ω”或“30Ω”)。20Ω(2)若不考虑电表对电路的影响，根据图乙中的数据可测得该电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。(结果保留3位有效数字)6.251.25(3)若考虑电表对电路的影响，该同学实验测得的电动势和内阻分别与真实值相比E测________E真，r测________r真。(均选填“小于”“等于”或“大于”)小于小于题型三安阻法测电源电动势和内阻1．实验思路

如图所示，由E＝IR＋Ir知，改变电阻箱的阻值，测出多组I、R的值，通过图像就可求出E、r的值。2．实验器材电池、电流表、电阻箱、开关、导线。4．误差分析电流表的分压引起系统误差，电动势的测量无偏差，内阻的测量值偏大(r测＝r真＋RA)。例3

(2026·山东青岛市期中)某实验小组想要测量电池组的电源电动势E和内阻r，部分实验器材如下：待测电池组(E，r)滑动变阻器R1(0～30Ω)滑动变阻器R2(0～100Ω)电源E1电流表A(量程为0～0.6A)电阻箱R3(0～9999.9Ω)开关、导线若干。典型例题共研(1)某同学按照图甲所示将电源E1接入电路来测量电流表的内阻。图甲中的滑动变阻器应选择________(选填“R1”或“R2”)。[解析]题图甲是用半偏法测电流表内阻的电路，为了减小误差，滑动变阻器最大阻值需远大于被测电流表内阻，故应该选阻值较大的滑动变阻器R2。R2(2)在图甲中，仅闭合开关S1，调节滑动变阻器，使电流表满偏。保证滑片P位置不变，再闭合开关S2，当电阻箱R3的读数为3.5Ω，电流表的读数如图乙所示，为________A，则认为电流表的内阻为________Ω。[解析]电流表分度值为0.02A，故读数为0.20A。闭合开关S2，通过R3的电流为0.6A－0.2A＝0.4A，电流表的读数与通过R3电流比为1∶2，根据并联电路电阻与电流成反比，可知电流表的内阻Rg＝2R3＝7Ω。0.2074.52.1第三部分随堂演练巩固落实1．(2026·陕西渭南市期中)在测量一节干电池的电动势和内阻的实验中。(1)为了了解电压表内阻的大概值，用多用电表的电阻挡来测量电压表的内阻，如图1所示，多用电表的红表笔应该与电压表的________(选填“正”或“负”)接线柱相连，经过正确操作，选择×100挡时，示数如图2所示，则电压表的电阻值约为________Ω。解析：多用电表的电阻挡的电源正极与黑表笔连接，电源负极与红表笔相连，测电压表内阻时应红表笔与电压表的负接线柱相连；选择×100挡时，示数如题图2所示，则电压表的电阻值约为R

V＝20×100Ω＝2000Ω。负2000(2)实验中为了减小测量误差，应该选择图3中的________(选填“甲”或“乙”)电路图；电动势E的测量值会比真实值________；内阻r的测量值会比真实值________。(后两空均选填“偏大”“偏小”或“相等”)。甲偏小偏小(3)通过调节滑动变阻器，测得多组U、I数据，在坐标纸中描点并作出U-I图像如图4所示，由此求得电动势E＝________V，内阻r＝______Ω。(结果均保留到小数点后2位)1.440.642．(2026·福建厦门市期中)某实验小组为了测量一多用电表内电源的电动势，同时测量一段金属丝的电阻率。具体实验步骤如下：(1)设计了图甲所示的电路，测量多用电表内电源的电动势，同时测量金属丝R1的电阻率。多用电表电阻挡的内部电路等效为一个有内阻的电源，实验所用多用电表电阻挡刻度盘上的刻度线“15”与电流电压挡刻度盘上0～250的刻度线“125”正好对齐，如图乙所示。将多用电表调到电阻挡的“×10”挡，并进行欧姆调零，在该电阻挡时内阻r＝________Ω。解析：根据多用电表的电阻挡中值电阻等于内阻，可知在该电阻挡时内阻r＝10×15Ω＝150Ω。1501.50小于(3)实验中使用的电流表内阻为20Ω，根据图丙的数据可得出连入电路中金属丝的电阻R1＝______Ω，用螺旋测微器测量待测金属丝的直径，测量结果如图丁所示，其示数为______mm，实验中连入电路中的金属丝长度L为39.90cm，根据以上数据可得出金属丝的电阻率ρ＝________Ω·m(结果保留1位有效数字)。100.4003×10-63．为了测定一节干电池的电动势和内电阻，现准备了下列器材：①待测干电池E(电动势约为1.5V，内阻约为1.0Ω)②电流表G(满偏电流为3.0mA，内阻为10Ω)③电流表A(量程为0～0.60A，内阻约为0.1Ω)④滑动变阻器R1(0～20Ω，2A)⑤滑动变阻器R2(0～1000Ω，1A)⑥定值电阻R3＝990Ω⑦开关和导线若干(1)为了能尽量准确地进行测量，也为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是______(选填“R1”或“R2”)。解析：因电源的内阻较小，为了多测几组实验数据，方便实验操作，应选择最大阻值较小的滑动变阻器，因此滑动变阻器应选择R1。R1(2)把电流表G改装成电压表，需要把它与R3________联，改装后的量程是________V。解析：为了将电流表G改装成电压表，需要把它与R3串联，改装后的最大量程U＝IgRg＋IgR3＝3V。串0～3(3)在图甲所示的方框中画出实验电路原理图，并注明器材