文档内容
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．在“电池电动势和内阻的测量”实验中
(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h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 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______。
A．电压表接在a、f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 V，内阻 ；(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 和内阻 ，实验室准备了以下器材：
待测电源（电动势 约为 ，内阻 约为1 ）；
量程为3V电压表V（具有一定的内阻）；
满偏电流 的电流计 ；
定值电阻 ， ， ， ， ；
滑动变阻器 （阻值变化范围 ）；
开关S一个；
导线若干。
(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 是滑动变阻器 ， 是定值电阻 ，
则 是 ， 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 ，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 V，内阻 ；（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1V，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 。
(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15Ω）
电流表 （量程为10mA，内阻约为3Ω）
滑动变阻器
电阻箱
实验中用电流表 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 Ω。
(4)闭合开关，调节滑动变阻器，读取电流表 的示数I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 V，内阻 。（结果
均保留两位有效数字）
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 ）；
电压表V（内阻约 ）；
电流表A（内阻约 ）；
滑动变阻器R（最大阻值为 ）；
定值电阻 （阻值 ）；
定值电阻 （阻值 ）；
开关一个，导线若干。
(1)该小组连接的实物电路如图a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“a”或者“b”）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）
A．电压表内阻较大 B．电流表内阻较小
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 图像
；
序号 1 2 3 4 5 6 7
I/A 0.08 0.14 0.20 0.26 0.32 0.36 0.40
U/V 1.30 1.13 1.00 0.82 0.71 0.60 0.49
(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 （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2Ω，最大电流 =0.6A）；B．理想电压表（量程0~3V）；
C．电阻箱R（0∼99.9Ω）；
1
D．定值电阻R=4.5Ω；
0
E．开关S一个，导线若干。
(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
(3)故障排除后，多次改变电阻箱的阻值R，读出对应的电压U，根据测得的数据作出 图像，如图3
1
所示，则电源电动势 ，内阻 （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 、内阻为 。定值电阻 有标称分别为1.0Ω、 、 的三
个定值电阻可选，则该实验应选用 。
(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I，作出 图线如图丁所示，则电源的电动势 V，内阻 。（计算结果保留两
位有效数字）
(3)若 的实际阻值大于标称阻值，则（2）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r约为40Ω，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R 为
A8Ω，R为电阻箱，阻值范围为0~999.9Ω，R 为定值电阻，对电路起保护作用。
0
(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（ ）
0
A．8Ω B．40Ω C．150Ω D．1000Ω
(2)该同学接入符合要求的R 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
0
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r= Ω。
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r。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 若干个
B：已知阻值的定值电阻 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a、c、d、e、f、g六个接线柱，发现试触a、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b、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 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 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k，与纵轴截距为b，则该节锂电池的电动势和内阻可表示为E= ，r=
。（用 、 、k、b表示）
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r，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 ），电阻箱（阻值范围 ）；开关、导线若
干。
(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、U的数据。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
电阻 60.5 35.2 20.0 13.7 9.9 5.8 4.3 3.5 2.9 2.5
电压U/V 2.58 2.43 2.22 2.00 1.78 1.40 1.18 1.05 0.93 0.85
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
V，内电阻 。
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1Ω）B．表头A（量程0~200μA，内阻 ）
C．电阻箱 （阻值调节范围0~99.9Ω）
D．电阻箱 （阻值调节范围0~999.9Ω）
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“ ”或“ ”）的阻值调为
Ω，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I和R的值，作出的关系图像
如图（c）所示，则电池组的电动势 V，内阻 Ω。（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（0～10Ω），利用实验室现有器材进行了如下实验。
(1)实验室只有一个量程为100V、内阻为 的电压表，现把此电压表改装成量程为400V的电压表，
需 （填“串联”或“并联”）一个阻值为 kΩ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，
如图乙所示，则该电池的电动势E＝ V、内阻r＝ Ω。（结果取三位有效数字）
(3)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R 的阻值，同时还可测量电源电动势与内阻，如图甲所示，R为
x
电阻箱（0~99.9Ω），先置于阻值最大位置。
(1)断开K，闭合K，逐渐减小电阻箱的阻值，得到多组R、I值，并依据R、I值作出了如图乙所示的
2 1
图线。分析可得电源电动势 V，电源内阻 Ω。
(2)断开K，闭合K，当R调至某一位置时，电流表的示数 ；保持电阻箱的位置不变，断开K，
2 1 1
闭合K，此时电流表的示数为 。可测得 Ω。
2
(3)K 断开、K 闭合时，将R的阻值从10Ω逐渐减小到0Ω的过程，电源输出功率 （选填“一直
1 2
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a
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a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 Ω（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b处，闭合开关，重复（2）中操作作出 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 图像的理论值图线 。
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0.5Ω）；
B．电压表V（量程为0~3V，内阻约为3kΩ）；
C．电流表A（量程为0~0.6A，内阻约为0.2Ω）；
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U，电流表示数为I，请写出该电路测量电动势E和内阻r的原理表达
式 （用U、I、E、r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 ，内阻 。将两节与所测电池完全相同的电池串联组成电池组，与
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1.5V，内阻约为60.0Ω）；
B．电压表V（量程为0~3V，内阻约为3kΩ）；
C．电流表A（量程为0~300μA，内阻r=600.0Ω）；
1 1
D．电流表A（量程为0~30mA，内阻r 约为1.0Ω）；
2 2E．电流表A（量程为0~0.6A，内阻r 约为0.1Ω）；
3 3
F．滑动变阻器R（阻值范围为0~20Ω，额定电流为3A）；
1
G．滑动变阻器R（阻值范围为0~200Ω，额定电流为1A）；
2
H．定值电阻R（阻值为4400Ω）；
3
I．定值电阻R（阻值为400Ω）；
4
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
；
(2)若该探究小组以所选电路支路中电表的示数I'为纵坐标，干路中电表的示数I为横坐标，作出I'－I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 V（结果保留两位小数），内
阻 = Ω（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 （真实值），内阻的测量值
（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E（约3V）和内阻r（约2Ω）。图（a）中电
流表量程为0.6A，内阻R =1.5Ω；定值电阻R=1Ω；电阻箱R最大阻值为999.9Ω，S为开关。按电路图连
A 0
接电路。完成下列问题：
(1)当电阻箱阻值为15.0Ω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E= V；r= Ω。（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1Ω，
除开关和导线外，可选用的其他实验器材有：
A．电压表（量程 ，内阻未知）B．毫安表（量程 ，内阻 ）
C．定值电阻（阻值0.5Ω）
D．定值电阻（阻值5Ω）
E.滑动变阻器（阻值范围 ）
F.滑动变阻器（阻值范围 ）
(1)为准确、方便地测出该移动电源的内阻，定值电阻 应该选择 ，定值电阻 应该选择 ，
滑动变阻器R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“a”、“ b”）处。该组同学实验前进行了理论分
析，电压表接在a、b点对应的电压表示数U与改装电流表的示数I的 图像应如图三所示，图像的延
长线与轴交于 、 、 、 ，电动势可表示为 ，内阻可表示为 （结果选用 、 、 、 、
、 、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 图像的 、 点几乎就要
重合，出现这种现象可能的原因是 。
0.20 3.90 0.20 3.91
0.26 3.50 0.26 3.59
0.32 3.25 0.32 3.30
0.38 2.95 0.38 3.01
0.44 2.55 0.44 2.69
0.50 2.21 0.50 2.40
0.56 1.87 0.56 2.0518．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 （阻值约为 ）
电源E（电动势约为3V，内阻未知）
电阻箱R（最大值为 ）
电压表V（量程为3V，内阻很大）
开关
单刀双掷开关
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 ，然后将开关 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；
（3）再将开关 置于位置2，此时电压表读数为2.0V，根据图丙可知 （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 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 图像，如图2所示可得电源电动势 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
源电动势 V，电源内阻 ；（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 。
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， 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I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 图像并生成关系式如图（c）和图（d）所示。下列说法正确的是______；A．充电宝电量24%时，其电动势约为5.03V
B．充电宝电量52%时，其电动势约为2.63V
C．充电宝的电动势几乎跟其所储存电量的多少没有关系
(3)关于图（b）方案的实验误差说法正确的是______；
A．因为电压表的分流作用，电动势的测量值小于真实值
B．因为电流表的分流作用，电动势的测量值大于真实值
C．因为电压表的分压作用，电动势的测量值小于真实值
D．因为电流表的分压作用，电动势的测量值大于真实值
(4)实验时发现电流表坏了，于是移去电流表，同时用电阻箱替换滑动变阻器，重新连接电路图（e），以
为纵坐标，以 （填 或 ）为横坐标，得到如图（f）的图像，由图像的纵轴截距和斜率即
可求出充电宝电动势和内电阻。
21．某小组同学设计了如下实验来测量苹果电池的电动势和内电阻，请回答以下问题：
(1)甲同学为了粗略测量苹果电池的电动势，使用3V量程的电压表直接测量苹果电池两极间的电压，测试
结果如图甲所示，则电压表的读数为 V；
(2)乙同学为精确测量苹果电池的电动势，找到如下器材：定值电阻 、电流计（内阻不计）、一
根均匀电阻丝（配有可在电阻丝上移动的金属夹）、开关和导线若干。他将电阻丝绕在一个绝缘的圆形钟
表盘上，如图乙所示。用对应的格子数n表示接入电路中的电阻丝长度，记录不同n对应的电流计读数I，描点作图得到如图丙所示图线。已知每小格对应的电阻丝阻值为 ，由图丙可求得电源的电动势
V（保留两位有效数字），内阻 （保留到整数）；
(3)甲同学与乙同学测量的苹果电池的电动势明显不同，原因是： 。
