重点实验：测量电源的电动势和内阻（练习）（原卷版）-2025年高考物理一轮复习（新教材新高考）

第43讲重点实验：测量电源的电动势和内阻

目录

01模拟基础练

【题型一】教材原型实验

【题型二】实验拓展与创新

02重难创新练

【题型一】教材原型实验

(1)设计如图1所示的电路，现有图2所示的实验器材和若干导线。图中已将实验器材进行了部分连接，还

应当用一根导线将电压表接线柱/7与(填写接线柱对应的字母，下同)接线柱连接，再用另一根导线

将电压表接线柱g与接线柱连接。

(2)电路接线完毕，在保证电路安全的情况下闭合开关，调节滑动变阻器，发现电压表读数一直接近3V而电

流表读数始终为零。已知导线与接线柱均无故障，且故障只有一处。现只改变电压表接线，再闭合开关、

调节变阻器。下列推断不正确的是o

A.电压表接在。、了之间，电压表、电流表读数总为零，表明滑动变阻器短路

B.电压表接在a、b之间，电压表读数总接近3V、电流表读数总为零，表明电流表断路

C.电压表接在c、d之间，电压表、电流表读数总为零，表明开关是完好的

（3）实验由图1正确操作后，根据下图数据，测得电池的电动势E=V,内阻厂=Q；

1.5

1.3

1.1

0.9

0.7…

00.080.160.240.32

（4）如果连接线接头严重氧化或与接线柱连接不紧就会产生“接触电阻”，若本实验中连接滑动变阻器和电流

表导线接头处有“接触电阻”，则由此产生的影响是：电动势E测量值_____（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

2.为了测量某电源的电动势E和内阻r,实验室准备了以下器材：

待测电源（电动势E约为L5V,内阻r约为1O）；

量程为3V电压表V（具有一定的内阻）；

满偏电流4=100mA的电流计G（G=0.6。）；

定值电阻4=0.1。，鸟=0.15。，R3-0.2Q,R4=0.3Q,R5=2£1；

滑动变阻器火（阻值变化范围。〜15C）；

开关S一个；

导线若干。

u/v

图甲图乙

（1）利用以上实验器材，学习小组设计了如题图甲所示的实验电路，若B是滑动变阻器R,。是定值电阻凡，

则A是,C是；（填器材符号）

（2）在器材选择、电路连接和实验操作都正确的情况下，调节滑动变阻器R,得到多组电表读数，作出如题

图乙所示的图像，由图像可知该电源的电动势E=V,内阻厂=Q；（均保留三位有效数

字）

（3）纯粹从实验原理上看，不考虑偶然误差，电源内阻的测量值__________（填“大于”“小于”或“等于“）真

实值。

3.某同学用铜片和锌片分别插在橙子两端，做成了橙子电池，他发现如下现象：

（1）先后用指针式电压表和数字多用电表（其内阻远大于电压表的内阻）分别测量了单个橙子电池两端电压，

则（填“指针式电压表”或“数字多用电表”）测量的值更接近于橙子电池电动势的真实值。

（2）现测得单个橙子电池两端的电压约为IV,可是将四个橙子电池串联，却不能让额定电压为3V的小灯泡

发光，原因可能是o

（3）为了测量这四个橙子电池串联后的电动势和内阻，现将橙子接在如图所示电路中，其中

电流表（量程为2mA,内阻为15。）

电流表G,（量程为10mA,内阻约为3。）

滑动变阻器4（0~1000。）

电阻箱鸟（O~9999.9Q）

实验中用电流表G1与电阻箱&改装成量程为4V的电压表，电阻箱的阻值应调整为

（4）闭合开关，调节滑动变阻器，读取电流表d的示数/和对应的电压表示数U,记录了6组数据，描点连

线得到如图所示得图线，则四个橙子电池串联后的电动势E=V,内阻厂=（结果均保

留两位有效数字）

fU/V

4.0

3.0

2.0

1.01FTHHITIFFTTTWPH力__>

02.04.06.08.0//mA

4.某实验小组选用以下器材测定一节干电池的电动势和内阻。

待测干电池一节（电动势约1.5V,内阻小于1O）；

电压表V（内阻约3kQ）；

电流表A（内阻约1O）；

滑动变阻器R（最大阻值为20。）；

定值电阻用（阻值2Q）；

定值电阻耳（阻值5Q）；

开关一个，导线若干。

(1)该小组连接的实物电路如图。所示，经仔细检查，发现电路中有一条导线连接不当，这条导线对应的编

号是;

(2)改正这条导线的连接后开始实验，闭合开关前，滑动变阻的滑片P应置于滑动变阻器的(选填

Z"或者*”)端；

(3)该小组按照图a改正后的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此

过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在坐标纸上描点，如图b所示。结果发现电压表示数的

变化范围比较小，出现这种现象的主要原因是；(单选，填正确答案标号)

C.滑动变阻器最大阻值较小D.干电池内阻较小

(4)针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组再利用实验室提供的一个定值电阻改进了实验方案，

重新正确连接电路后，调整滑动变阻器共测得7组电流和电压的数据，如下表。在如图c所示的坐标纸上已

标出5组数据对应的坐标点，请在坐标纸上标出剩余2组数据对应的坐标点，并画出U—/图像；

(5)根据图像和所选的定值电阻，可得该节干电池的内阻约为Q(结果保留两位小数)。

【题型二】实验拓展与创新

5.某课题研究小组准备测量一个锂电池的电动势和内阻，实验室提供的器材有:

A.待测锂电池（电动势E约3.9V,内阻r约2。，最大电流/m=0.6A）；

B.理想电压表（量程0~3V）；

C.电阻箱R/（0-99.9Q）；

D.定值电阻R尸4.5Q；

E.开关S一个，导线若干。

图3

（1）课题小组设计了如图1和图2所示的两套方案，若要求电压表能够达到满偏，你认为合理的是图____（填

“1”或“2”），原因是。

（2）若某同学在实验过程中，发现调节电阻箱时电压表有示数，但示数不变，则可能的原因是（填选

项序号）。

A.连接定值电阻的导线断开

B.连接电阻箱的导线将电阻箱短路

C.电阻箱调节旋钮失效，调节过程中其电阻恒定不变

一11

（3）故障排除后，多次改变电阻箱的阻值读出对应的电压U,根据测得的数据作出77-不图像，如图3

所示，则电源电动势E=V,内阻厂=Q（结果均保留2位有效数字）。

6.测量一节干电池的电动势和内阻。

（1）图中电流表A的量程为0~0.6A、内阻为2.5Q。定值电阻%有标称分别为1.0。、20.00、100.0。的三个

定值电阻可选，则该实验应选用Ro=。o

（2）正确选择（1）中定值电阻后，闭合开关S,调节电阻箱的阻值，记录电阻箱的阻值R及对应的电流表的

示数/，作出:-R图线如图丁所示，则电源的电动势£=V,内阻r=。。（计算结果保留两位有

效数字）

（3）若舄的实际阻值大于标称阻值，则⑵中电源电动势的测量值_____（选填“大于”“等于”或“小于”）真

实值，内阻的测量值_____（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。

7.现有一特殊电池，它的电动势E约为9V,内阻厂约为40。，已知该电池允许输出的最大电流为50mA。

为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲所示的电路进行实验，图中电流表的内阻心为8Q,

R为电阻箱，阻值范围为0〜999.9Q,扁为定值电阻，对电路起保护作用。

甲乙

（1）实验室备有的定值电阻R。有以下几种规格，本实验选用哪一种规格的定值电阻最好（）

A.8QB.40QC.150QD.1000Q

（2）该同学接入符合要求的&后，闭合开关S,调整电阻箱的阻值，读取电流表的示数，记录多组数据，作

出图乙所示的图线，则根据该同学作出的图线可求得该电池的电动势E=V,内阻片Q。

8.某款新能源电车用的是刀片电池技术。有一研究小组想尝试将其中一块电芯拆解出来，测量其电动势E

和内阻厂。除了要测量的电池，实验小组另外找来了一些器材，并设计了如图甲示的实验电路图。

A：已知阻值的定值电阻凡若干个

B：已知阻值的定值电阻R1一个

C：电压表一个，内阻很大

D：电键，导线若干条（有些导线带金属夹）

（1）按电路图连接好实物电路，如图乙所示，闭合电键，发现电压表指针不偏转，小明用多用电表的直流

电压挡来检测故障，保持电键闭合，将（填“红”或“黑”）表笔始终接触b位置，另一表笔依次试触

c、d、e、f、g六个接线柱，发现试触队f、g时，多用电表均有示数，试触c、d、e时多用电表均无示数。

若电路中仅有一处故障，则故障是。

A.接线柱6、c间短路B,接线柱d、e间断路C.定值电阻断路

（2）排除故障后，按规范操作进行实验，将金属夹夹到最右端，让最多人接入电路，闭合电键，记录接入

电路的定值电阻&的总数目n,和读出相应的电压表示数U；

（3）改变金属夹所夹的位置，让接入电路的定值电阻凡的数目依次减少，得多组数据，并作出图像如图丙

所示。其中图线斜率为左，与纵轴截距为6,则该节锂电池的电动势和内阻可表示为E=,r=o（用

Ro>%、k、6表示）

丙

9.某同学用图1所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内电阻厂，R为电阻箱。实验

室提供的器材如下：电压表（量程0~3V,内阻约3k。），电阻箱（阻值范围0~999.9Q）；开关、导线若干。

图3

（1）请根据图1的电路图，在图2中画出连线，将器材连接成实验电路

（2）实验时改变电阻箱R的值，记录下电压表的示数U,得到如下表所示的若干组R。的数据。

12345678910

电阻R/。60.535.220.013.79.95.84.33.52.92.5

电压UN2.582.432.222.001.781.401.181.050.930.85

根据实验数据在图3描点如图所示，请在图像里描出图线________。由图像得出电池组的电动势石=

uR

V,内电阻「=Qo

10.某实验小组的同学利用实验室提供的实验器材，进行测量电池组电动势和内阻实验。可用器材如下：

A.电池组（电动势约为3V,内阻约为1。）

B.表头A（量程0〜200|iA,内阻4=198。）

C.电阻箱R1（阻值调节范围0〜99.9。）

D.电阻箱&（阻值调节范围0〜999.9Q）

E.开关1个、导线若干

（1）该小组同学设计的实验电路分别如图（a）中的甲、乙所示，结合器材规格可知，电路图（填“甲”

或“乙”）较合适，且在实验过程中应将电阻箱（填“用”或时”）的阻值调为使改装后电表的

量程为表头初始量程的100倍来完成实验。

（2）结合所选电路图，在图（b）中用笔画线代替导线将实物图连接完整。

（3）连接电路后，通过改变另一电阻箱接入回路的阻值R,记录多组电表示数/和R的值，作出的关系图像如

图（c）所示，则电池组的电动势E=V,内阻r=Q,（结果均保留2位小数）

（4）不考虑实验操作和读数带来的误差，电池组电动势的测量值____真实值，内阻的测量值_____真实值。（均

填“大于,，“小于,，或“等于

11.因电动汽车充电比燃烧汽油更便宜，故电动汽车更受到市场的欢迎。某兴趣小组为了测量某电动汽车

上安装的电池的电动势E（300V-400V）和内阻r（0〜10。），利用实验室现有器材进行了如下实验。

需（填“串联”或“并联”）一个阻值为&=k。的电阻，然后再测量电池的电动势和内阻。

（2）该兴趣小组将电阻箱R和改装后的电压表（电压表的表盘没有改变，示数记为U）连接成如图甲所示的

电路，来测量该电池的电动势和内阻，根据电阻箱接入电路的阻值R和电压表的示数U作出［图像，

RU

如图乙所示，则该电池的电动势E=V、内阻r=Qo（结果取三位有效数字）

⑶由实验可知，电池电动势的测量值_______（填“大于”“等于”或“小于”）真实值；内阻的测量值_________（填

“大于,，“等于,，或“小于’,）真实值。

12.现设计一电路，可用来测量未知电阻尺的阻值，同时还可测量电源电动势与内阻，如图甲所示，R为

电阻箱（0-99.9Q）,先置于阻值最大位置。

（1）断开K2,闭合Ki,逐渐减小电阻箱的阻值，得到多组R/值，并依据R、/值作出了如图乙所示的

图线。分析可得电源电动势E=V,电源内阻/=Qo

（2）断开K2,闭合KI,当R调至某一位置时，电流表的示数4=L5A；保持电阻箱的位置不变，断开Ki,

闭合K2,此时电流表的示数为，2=L2A。可测得R,=

（3）Ki断开、冷闭合时，将R的阻值从10C逐渐减小到0。的过程，电源输出功率（选填“一直减

小”“一直增大”“先增大后减小”或“先减小后增大”）。

13.某实验小组想测量一节干电池的电动势和内阻，设计了如图甲所示的电路.先将电压表正接线柱接。

位置，闭合开关，他们发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表始终没有示数，电压表有示数且不变，

在其他连接不变的情况下，再将电压表正接线柱接由a位置移到b位置，发现无论怎样移动滑片，电流表和

电压表均无示数。

（1）电路中的故障是；

A.滑动变阻器断路B.电流表断路C.滑动变阻器短路

（2）实验小组清除故障后将电压表正接线柱接在。处，闭合开关，调节滑片的位置，记录相应的电压表和电

流表的示数，根据记录的数据作出图像，如图乙.则干电池的电动势为V（保留3位有效数字）、

内阻为Q（保留2位有效数字），电动势的测量值（选填“偏大”“偏小”或“准确”）；

（3）将电压表正接线柱接在。处，闭合开关，重复（2）中操作作出U-/图像，如图丙.此实验方案的误差

来源是电流表分压，试在图丙中定性画出电源U-/图像的理论值图线。

UN

14.某实验小组测某电池的电动势和内阻，实验器材如下:

A.待测电池（电动势约为2.0V,内阻约为0.50）；

B.电压表V（量程为0~3V,内阻约为3k。）；

C.电流表A（量程为0~0.6A,内阻约为0.20）；

D.滑动变阻器（量程合适）；

E.开关、导线若干。

（1）实验电路图如图甲，电压表示数为。，电流表示数为/,请写出该电路测量电动势E和内阻r的原理表达

式____（用U、/、E、厂表示，不考虑电表内阻影响）；

（2）某次实验电压表指针如图乙所示，则该电压读数为V；

（3）为减小电表内阻引起的误差，在电表量程不变的情况下，可以采取的措施是；

A.换用内阻更大的电流表B.换用内阻更小的电压表C.换用内阻更

大的电压表

（4）该实验测得电池的内阻真实值（填“大于”、“等于”或“小于”）；

（5）测得电池的电动势E=2.0V,内阻「=0.50。将两节与所测电池完全相同的电池串联组成电池组，与

R=1.0Q的定值电阻及两个相同的灯泡构成如图丙所示的电路，灯泡的伏安特性曲线如图丁所示，则两个灯

泡的实际功率之和为W（结果保留两位小数）;此时电池组的输出功率与总功率的百分比〃=%（结

果保留三位有效数字）。

15.某探究小组要准确测定一个电源的电动势和内阻，实验室老师提供了如下规格的器材:

A.电源（电动势约为L5V,内阻约为60.0Q）；

B.电压表V（量程为0~3V,内阻约为3k。）；

C.电流表Ai（量程为0〜300uA,内阻r/=600.0。）；

D.电流表A2（量程为0~30mA,内阻力约为1.0。）；

E.电流表A3（量程为0~0.6A,内阻有约为01。）；

F.滑动变阻器以（阻值范围为0-20。，额定电流为3A）；

G.滑动变阻器后（阻值范围为0-200。，额定电流为1A）；

H.定值电阻力（阻值为4400。）；

I.定值电阻小（阻值为400。）；

J.开关、导线若干。

（1）该探究小组设计了如图甲、乙所示的两种电路图，要准确测定旧干电池的电动势和内阻，最合适的

是

//mA

（2）若该探究小组以所选电路支路中电表的示数T为纵坐标，干路中电表的示数/为横坐标，作出/'—/的关

系图像如图丙所示，则根据测量电路和图丙可得该电源的电动势后测=V（结果保留两位小数），内阻谢

=Q（结果保留一位小数）；

（3）用本实验所选的电路测量，电源电动势的测量值石测^E真（真实值），内阻的测量值南/（真

实值）。（均选填“=或“<”）

16.一实验小组利用图（a）所示的电路测量一电池的电动势£（约3V）和内阻r（约20）。图（a）中电流

表量程为OSA,内阻RA=L5Q；定值电阻RO=1Q；电阻箱R最大阻值为999.9。，S为开关。按电路图连接

电路。完成下列问题:

图(a)图(b)图⑹

（1）当电阻箱阻值为15.0。时，电流表示数如图（b）所示，此时通过电阻箱的电流为A；

（2）通过图线可得斤V；r=Qo（结果保留三位有效数字）

17.某研究小组对铭牌如图一所示的移动电源进行研究，设计的实验电路如图二，电源内阻不超过1Q,除

开关和导线外，可选用的其他实验器材有:

A.电压表（量程。6V,内阻未知）

B.聚安表（量程03mA,内阻&=99.5。）

C.定值电阻（阻值0.5Q）

D.定值电阻（阻值5。）

E.滑动变阻器（阻值范围0~20。）

F.滑动变阻器（阻值范围0:2000Q）

移动电源

型号：N1

输入：5V1A输出：5V2ARoHS

4000mAh离能聚合物锂台池

（（世

图一

（1）为准确、方便地测出该移动电源的内阻，定值电阻曷应该选择，定值电阻&应该选择,滑动

变阻器尺应该选择（填相应器材前的字母标号）；

（2）根据实验室提供的器材，电压表应接在（选填%"、“b”）处。该组同学实验前进行了理论分析，电

压表接在。、b点对应的电压表示数。与改装电流表的示数/的U-/图像应如图三所示，图像的延长线与轴

交于4、。2、伪、仇，电动势可表示为，内阻可表示为（结果选用《1、出、伪、匕2、与、&、R

其中的字母表示）；

（3）该组同学实际操作完成实验后，用计算机处理数据如下图，发现理论上U-/图像的印、为点几乎就要重

合，出现这种现象可能的原因是o

4/A4/v/3Au/v

0.203.900.203.91

0.263.500.263.59

0.323.250.323.30

0.382.950.383.01

0.442.550.442.69

0.502.210.502.40

0.561.870.562.05

UN

Q_______I________________i________________i________________।、、--、、、।i»

00.20.40.60.81.01.2

18.某实验小组利用如图甲所示电路测量某定值电阻的阻值，实验器材规格如下:

被测电阻R、.（阻值约为240。）

电源E（电动势约为3V,内阻未知）

电阻箱R（最大值为9999。）

电压表V（量程为3V,内阻很大）

开关M

单刀双掷开关工

实验步骤如下：

（1）根据图甲的电路图，用笔画线代替导线，把图乙的实物图连接完整；

（2）首先闭合开关S-然后将开关S?置于位置1,多次改变电阻箱R的阻值，记下电压表和电阻箱对应的

数值U、R,根据测得的多组U和R的数值，做出图像，如图丙所示；

UR

（3）再将开关邑置于位置2,此时电压表读数为2.0V,根据图丙可知4=Q（结果保留3位有效数

字）；

（4）根据图丙也能测定电源的电动势E=V（结果保留2位有效数字）；

（5）电压表内阻对实验结果（填“有”或“无”）影响。

19.某高中开展项目式学习，研究测量一节干电池的电动势和内阻。

（1）甲同学利用图1所示的电路图测量干电池的电动势和内阻。闭合开关S,移动滑动变阻器滑片得到多组

电流和电压值，在坐标纸上画出U-/图像，如图2所示可得电源电动势E=V,电源内阻「=

。；（结果均保留三位有效数字），

（2）①乙同学在没有电流表的情况下，设计了如图3所示的电路图测量干电池的电动势和内阻。闭合开关S,

改变电阻箱的阻值，记录多组电压表示数U和电阻箱示数R,并画出［-』的图像，如图4所示可得电源

UR

电动势E=V,电源内阻厂=。；（结果均保留三位有效数字）

②乙同学继续对实验误差进行分析，若实线代表理想电压表测得的情况，虚线代表电压表内阻不可忽略时

测得的情况，下列图中能正确反映相关物理量之间关系的是o

20.充电宝的电动势通常在5V左右时可以正常给手机充电，某同学想研究充电宝在不同电量下的电动势是

否有明显变化，来探究其对充电效果的影响。实验前剥开充电宝连接线的外绝缘层，里面有四根导线，红

色导线为充电宝正极，黑色导线为充电宝负极，其余两根导线空置不用。

（1）他先利用如图（a）所示的多用电表粗测充电宝的电动势，以下操作正确的是

A.将多用电表的选择开关旋至交流电压10V挡

B.正确选择功能后，将红表笔接触充电宝正极，黑表笔接触充电宝负极

C.将多用电表红黑表笔直接接触，调整欧姆调零旋钮，使指针指向电阻的零刻度线

（2）该同学用如图（b）电路测量充电宝在电量不同时的电动势，凡作为保护电阻。电路中的电源为充电宝,

调节滑动变阻器R阻值并记录对应的电流表示数/和电压表示数U,利用充电宝电量24%和52%时的数据

在excel软件中绘制U-/图像并生成关系式如图（c）和图（d）所示。下列说法正确的是；

电源的U-/图像（电量52%）

465电压表示数/V（7=-2.6266/+5.0848

460