2027物理步步高 大一輪復習第十章　第54課時　實驗十二：測量電源的電動勢和內阻

第十章恒定電流實驗十二：測量電源的電動勢和內阻第54課時1.掌握伏安法、伏阻法、安阻法測量電源電動勢和內阻的原理及電路設計。2.理解實驗的誤差分析和改進方法。目標要求考點一伏安法考點二伏阻法內容索引考點三安阻法課時精練伏安法考點一原理及裝置圖測出路端電壓U和通過電路的電流I，根據閉合電路的歐姆定律E=U+Ir，就可以測出電源電動勢實驗器材電源、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關、導線、坐標紙、刻度尺等數據處理E

注意事項(1)閉合開關前應把滑動變阻器滑片移到使阻值最___的一端(2)應選用內阻大些的干電池，每次讀完數據后，應立即斷開電源，以免干電池在大電流放電時E、r明顯變化(3)干電池內阻較小時，可使縱坐標不從零開始大誤差分析<<誤差分析②如圖丙所示電流表的分壓作用造成誤差，電流越大，電流表分壓越多，對應U真與U測的差UA越大，UA=I·RA。其中U-I圖像如圖丁所示結論：E測___E真，r測___r真

=>

(2024·甘肅卷·12)精確測量干電池電動勢和內阻需要考慮電表內阻的影響。可用器材有：電壓表(量程1.5V，內阻約為1.5kΩ)、電流表(量程0.6A)、滑動變阻器、開關、干電池和導線若干。某小組開展了以下實驗。(1)考慮電流表內阻影響①用圖甲所示電路測量電流表的內阻。從圖乙電壓表和電流表讀數可得電流表內阻RA=

Ω(保留2位有效數字)。

1.0

②用圖丙所示電路測量干電池電動勢和內阻。電壓表讀數、電流表讀數、干電池內阻和電流表內阻分別用U、I、r和RA表示。則干電池電動勢E=U+

(用I、r和RA表示)。

I(r+RA)③調節滑動變阻器測得多組電表讀數，作出圖丁所示的U-I圖像。則待測干電池電動勢E=

V(保留3位有效數字)、內阻r=

Ω(保留1位小數)。

1.401.0

(2)考慮電壓表內阻影響該小組也嘗試用圖戊所示電路測量電壓表內阻，但發現實驗無法完成。原因是

(單選，填正確答案標號)。

A.電路設計會損壞儀器B.滑動變阻器接法錯誤C.電壓太大無法讀數D.電流太小無法讀數D

由于電壓表內阻很大，將電壓表串聯接在電路中，電路中電流太小，導致電流表無法讀數，無法完成實驗。故選D。返回考點二伏阻法1.實驗原理閉合電路歐姆定律__________，電路圖如圖所示。

2.實驗器材電源、________、_______、開關、導線、坐標紙和刻度尺。電壓表電阻箱

4.誤差分析(1)誤差來源：電壓表有內阻，干路電流表達式不準確，導致電動勢測量不準確；(2)結論：E測____E真，r測____r真(均選填“>”“<”或“=”)。<<

(2025·湖北省騰云聯盟一模)如圖甲所示為某興趣小組測量電池組的電動勢和內阻的實驗電路圖。現提供器材如下：A.待測電池組(電動勢約為3V，內阻約為1Ω)B.電壓表V1(量程0~15V，內阻約10kΩ)C.電壓表V2(量程0~3V，內阻約3kΩ)D.電阻箱R(0~99.9Ω)E.定值電阻R1=2ΩF.定值電阻R2=100ΩG.開關和導線若干依據實驗電路圖和實驗室提供的器材，回答下列問題：(1)在閉合開關前，電阻箱應調到

(填“最大值”“中間值”或“最小值”)。

最大值

為保護電路，在閉合開關前，電阻箱應調到最大值，使電路初始電流最小。(2)要準確測量電源的電動勢和內阻，電壓表V應選___(填“B”或“C”)，定值電阻R0應選____(填“E”或“F”)。

C

電池組電動勢約為3

V，所以電壓表應選C；電池組內阻約為1

Ω，定值電阻R0應選E，便于實驗測量；若選F，阻值過大，電路電流過小，電壓表讀數變化不明顯。E

2.70.70

返回考點三安阻法1.實驗原理閉合電路的歐姆定律_________，電路圖如圖所示。E=IR+Ir2.實驗器材電源、_______、_______、開關、導線、坐標紙和刻度尺。電流表電阻箱

E-r

4.誤差分析(1)誤差來源：電流表有內阻，導致電源內阻測量不準確；(2)結論：E測____E真，r測____r真(r測=r真+rA)(均選填“>”“<”或“=”)。=>

(2025·湖北卷·11)某實驗小組為測量一節干電池的電動勢E和內阻r，設計了如圖(a)所示電路，所用器材如下：干電池、智能手機、電流傳感器、定值電阻R0、電阻箱、開關、導線等。按電路圖連接電路，將智能手機與電流傳感器通過藍牙無線連接，閉合開關S，逐次改變電阻箱的阻值R，用智能手機記錄對應的電流傳感器測得的電流I。回答下列問題：(1)R0在電路中起

(選填“保護”或“分流”)作用。

保護

R0與電阻箱串聯，可知R0在電路中起保護作用。

1.471.3(4)電流傳感器的電阻對本實驗干電池內阻的測量結果

(填“有”或“無”)影響。

當電流傳感器有電阻時，內阻測量值r測=r真+r傳，導致干電池內阻測量值偏大，即電流傳感器的電阻對本實驗干電池內阻的測量結果有影響。有針對訓練

(2025·安徽合肥市模擬)某中學生課外科技小組的活動安排是測量橙汁電池的電動勢E和內阻r。他們先查閱資料，了解到這種電池的電動勢約為1V，內阻約為1000Ω。在準備好銅片、鋅片和橙汁之后，又在實驗室找到以下器材：A.電流表(量程為0~200μA，內阻約為幾十歐)B.電阻箱(0~99.9Ω)C.電阻箱(0~9999.9Ω)D.學生電源一個E.開關兩個F.導線若干(1)該小組認為電流表量程有點小，設計了一個如圖甲所示的電路，將電流表的量程擴大。①電路中R1應選擇的電阻箱為

(填器材前的字母序號)。

C

為將電流表量程擴大，方案中使用半偏法測電流表內阻，而半偏法測電流表內阻要求R1?RA，所以R1應選C。②閉合開關S1，調節電阻箱R1，使電流表滿偏；保持電阻箱R1阻值不變，閉合開關S2，調節電阻箱R2，當電流表示數為100μA時，則電流表的量程擴大為原量程的

倍，讀出此時電阻箱R2的示數為R0。

2

電流表示數為100

μA時，電流表量程擴大為原來的2倍，此時電阻箱R2的阻值R0等于電流表的內阻RA。(2)斷開開關S1、S2，移走學生電源。將做好的橙汁電池接入圖甲的電路中，再次閉合兩個開關，保持R2不變，調節電阻箱R1，讀取電流表相應的示數I，將記錄的數據經過處理后得到如圖乙所示的圖像。根據圖中的數據，可得到橙汁電池的電動勢為

，內阻為

。(均用a、b、c及R0表示)

(3)在討論實驗誤差時，某同學認為在擴大電流表量程時存在誤差，從而造成本實驗中電動勢的測量值

(選填“>”“=”或“<”)真實值。<

返回課時精練精練高頻考點提升關鍵能力對一對答案12345題號

1

2答案(1)甲(2)見解析圖1.44

0.651.0

3.3題號

3

4答案(1)B

1.1

(2)2.31

16.0大于題號5

6答案(1)見解析圖(2)1.58

0.64

(3)2.5

(4)偏小61.(2025·浙江6月選考·14Ⅰ)在測量一節干電池的電動勢和內阻的實驗中，(1)為了減小測量誤差，如圖所示的電路中應該選擇的是

(選填“甲”或“乙”)；

12345答案甲

因乙電路中電流表內阻對電源內阻的測量影響較大，則為了減小測量誤差，應該選擇的是題圖甲；612345答案(2)通過調節滑動變阻器，測得多組U、I數據，記錄于下表。試在方格紙中建立合適的標度，描點并作出U-I圖像，由此求得電動勢E=

V，內阻r=

Ω。(結果均保留到小數點后兩位)

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

見解析圖1.440.65612345答案

根據實驗數據作出電源的U-I圖像如圖

62.(2024·北京卷·17)某興趣小組利用銅片、鋅片和橘子制作了水果電池，并用數字電壓表(可視為理想電壓表)和電阻箱測量水果電池的電動勢E和內阻r，實驗電路如圖甲所示。連接電路后，閉合開關S，多次調節電阻箱的阻值R，記錄電壓表的讀數U，繪出圖像，如圖乙所示，可得：該電池的電動勢E=

V，內阻r=

kΩ。(結果保留兩位有效數字)

12345答案1.03.3612345答案

63.(2025·湖南常德市三模)某實驗小組自制了一個化學電池，想通過實驗的方法測出該電池的電動勢和內阻。實驗器材如下：待測化學電池、毫安表(量程為25mA，內阻約1Ω)、電阻箱A(0~9.9Ω)、電阻箱B(0~999.9Ω)、開關S1、開關S2和導線若干。該實驗小組設計的電路圖如圖甲所示。12345答案6(1)為了較準確地測出化學電池的內阻，該實驗小組打算先測出毫安表的內阻，則電阻箱R1應選

(選填“A”或“B”)。斷開開關S1和S2，將R1調到最大；閉合開關S1，調節R1使毫安表的示數為15mA；再閉合開關S2，調節R2使毫安表的示數為10mA，此時R2=2.2Ω，則可以認為毫安表的內阻rg=

Ω。

12345答案B1.1612345答案

根據半偏法測電流表內阻原理，應滿足R1?rg，故電阻箱R1應選B；斷開開關S1和S2，將R1調到最大，閉合開關S1，調節R1使毫安表的示數為15

mA；再閉合開關S2，調節R2使毫安表的示數為10

mA，此時有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·甘肅白銀市三模)小陽同學用如圖甲所示的電路測量某電池的電動勢和內阻，實驗室提供下列器材：A.電池(電動勢約為3V，內阻約為10Ω)；B.靈敏電流表G(量程為0~2mA，內阻Rg=6Ω)；C.定值電阻R0；D.電阻箱R(0~999.9Ω)；E.開關和導線若干。12345答案6(1)先將靈敏電流表G改裝為量程為3V的電壓表，則定值電阻R0的阻值為_______Ω。

12345答案1494

6

12345答案

612345答案

6(3)這樣測量出的電池內阻

(填“大于”或“小于”)真實值。

12345答案小于

由于忽略了電壓表所在支路的電流，造成干路電流偏小，所測電源內阻為等效電源的內阻，即電源內阻與電壓表內阻并聯后的電阻，這樣測量出的電池內阻小于真實值。65.(2023·湖北卷·12)某實驗小組為測量干電池的電動勢和內阻，設計了如圖(a)所示電路，所用器材如下：電壓表(量程0~3V，內阻很大)；電流表(量程0~0.6A)；電阻箱(阻值0~999.9Ω)；干電池一節、開關一個和導線若干。(1)根據圖(a)，完成圖(b)中的實物圖連線。12345答案答案

見解析圖612345答案

實物圖連線如圖：6(2)調節電阻箱到最大阻值，閉合開關。逐次改變電阻箱的電阻，記錄其阻值R、相應的電流表示數I和電壓表示數U。根據記錄數據作出的U-I圖像如圖(c)所示，則干電池的電動勢為

V(保留3位有效數字)，內阻為

Ω(保留2位有效數字)。

12345答案1.580.64612345答案

6

12345答案2.5612345答案

6(4)由于電壓表內阻不是無窮大，本實驗干電池內阻的測量值