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专题45 测量电池电动势和内阻实验
及多用电表的使用
考点
三年考情（2022-2024）
命题趋势
考点1 伏安法
测量电池电动
势和内阻实验
（5 年5 考）
2024 高考甘肃卷：精确测量干电池电动势和内
阻需要考虑电表内阻的影响；
2023 年6 月高考浙江选考科目：“测量干电池
的电动势和内阻”实验，电表读数，电路连
线，图像法处理实验数据；
2022 天津学业水平选择性考试：实验小组测量
某型号电池的电动势和内阻，电路选择；
2023 年新高考福建卷：测量某电源电动势和内
阻实验，设计实验消除电表内阻造成的系统误
差。
1. 测量电池电动势和内阻实验是
高考考查频率较高的知识点，几
乎年年考。测量电池电动势和内
阻的主要方法是伏安法、安阻
法、伏阻法等，伏安法一直是考
查的热点。
2. 多用电表的使用考查一般与其
它实验有机结合。
考点2 其他方
法测量电池电
动势和内阻实
验
（5 年3 考）
2024 年高考辽宁卷：某探究小组利用电压表和
电阻丝测量电池的电动势和内阻。
2023 年高考湖北卷：某实验小组安阻法测量干
电池的电动势和内阻。
1
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考点3 多用电
表使用
（5 年2 考）
2024 年全国理综新课标卷：学生实验小组要测
量量程为3V 的电压表V 的内阻
。利用多用
电表粗测待测电压表的内阻。
2024 年高考河北卷：用多用电表判断二极管极
性。
2023 年高考湖南卷：某探究小组利用半导体薄
膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力
的装置，涉及多用电表读数
考点01 伏安法测量电池电动势和内阻
1. . （2024 高考甘肃卷）精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响。可用器材有：电压表
（量程1.5V，内阻约为
）、电流表（量程0.6A）、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。某小组
开展了以下实验。
（1）考虑电流表内阻影响
①用图1 所示电路测量电流表的内阻。从图2 电压表和电流表读数可得电流表内阻
______
（保留2
位有效数字）。
②用图3 所示电路测量干电池电动势和内阻。电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用
U、I、r 和
表示。则干电池电动势
______（用I、r 和
表示）。
③调节滑动变阻器测得多组电表读数，作出图4 所示的
图像。则待测干电池电动势
______V（保
留3 位有效数字）、内阻
______
（保留1 位小数）。
2
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（2）考虑电压表内阻影响
该小组也尝试用图5 所示电路测量电压表内阻，但发现实验无法完成。原因是______（单选，填正确答案
标号）。
A. 电路设计会损坏仪器
B. 滑动变阻器接法错误
C. 电压太大无法读数
D. 电流太小无法读数
【答案】（1） ① 1.0 ②.
③. 1.40 ④. 1.0
（2）D
【解析】
（1） [1]由图2 可知，电压表读数为
电流表读数为
根据欧姆定律可得电流表内阻为
[2]由闭合电路欧姆定律可知，干电池电动势的表达式为
[3][4]根据
变形为
根据图像可知，纵截距
斜率的绝对值
所以待测干电池电动势为
3
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电源内阻为
（2）由于将电压表串联接在电路中，电压表内阻很大，电路中电流太小，故无法完成实验的原因可能是
电流太小无法读数。故选D
2．（2023 年6 月高考浙江选考科目）（5 分）在“测量干电池的电动势和内阻”实验中
（1）部分连线如图1 所示，导线a 端应连接到________（选填“A”、“B”、“C”或“D”）接线柱上。
正确连接后，某次测量中电压表指针位置如图2 所示，其示数为________V。
（2）测得的7 组数据已标在如图3 所示U-I 坐标系上，用作图法求干电池的电动势
________V 和内阻
________Ω。（计算结果均保留两位小数）
【参考答案】（1）B 1.20 （2）1.50 1.04
【参考答案】（1）根据利用电压表和电流表测量干电池电动势和内阻的实验电路，可知导线a 应该连接到
B 接线柱上。根据电压表读数规则，电压表示数为1.20V。
（2）过尽可能多的点作直线得出干电池的伏安特性曲线，如图。
4
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干电池的伏安特性曲线在纵轴的截距值大约干电池的电动势E=1.50V；
斜率绝对值等于干电池的内阻， r=
Ω=1.04Ω。
3. （2022 天津学业水平选择性考试）实验小组测量某型号电池的电动势和内阻。用电流表、电压表、滑
动变阻器、待测电池等器材组成如图1 所示实验电路，由测得的实验数据绘制成的
图像如图2 所示。
（1）图1 的电路图为下图中的__________。（选填“A”或“B”）
（2）如果实验中所用电表均视为理想电表，根据图2 得到该电池的电动势
__________V，内阻
__________
。
（3）实验后进行反思，发现上述实验方案存在系统误差。若考虑到电表内阻的影响，对测得的实验数据
5
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进行修正，在图2 中重新绘制
图线，与原图线比较，新绘制的图线与横坐标轴交点的数值将
__________，与纵坐标轴交点的数值将__________。（两空均选填“变大”“变小”或“不变”）
【参考答案】 （1）. B （2）. 4.5 . 1.8 （3） 不变 变大
【命题意图】本题考查电动势和内阻测量实验及其相关知识点。
【名师解析】
（1）通过观察实物图可知电压表接在电源两端，故电路图为B；
（2）根据闭合电路欧姆定律
有
则
图线在纵轴上的截距表示电池的电动势E，斜率是电池的内阻r，根据图像可知，纵轴截距为
4.5，横轴截距为2.5，结合上述分析可知电池电动势
；内阻
（3）[4][5]分析测量电路可知系统误差的来源是电压表的分流作用，使得电流表的示数小于流过电池的电
流，考虑电压表内阻
的影响，流过电压表的电流为
可知流过电池的电流为
，
因电压表内阻
不变，随着电压
值减小，电压表电流
减小，当电压
值趋于0 时，I 趋于
，
在图2 中重新绘制的
图线如图所示
故新绘制的图线与横坐标轴交点的数值将不变，与纵坐标轴交点的数值将变大。
4. （2023 年新高考福建卷）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，为了消除电表内阻造成的系统误差，某实验兴趣小组设计了如图甲实验电路进
行测量。已知
。
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（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
，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据
的值，
断开开关
③将滑动变阻器滑到最左端位置
④接法Ⅱ：单刀双掷开关S 与2 闭合，闭合开关
，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据
的值，
断开开关
⑤分别作出两种情况所对应的
和
图像
（3）单刀双掷开关接1 时，某次读取电表数据时，电压表指针如图丙所示，此时
_____V。
（4）根据测得数据，作出
和
图像如图丁所示，根据图线求得电源电动势
____________，
内阻
____________。（结果均保留两位小数）
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（5）由图丁可知____________（填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”）测得
电源内阻更接近真实值。
（6）综合考虑，若只能选择一种接法，应选择____________（填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”）测量更合适。
【参考答案】 ①. 见解析 ②. 1.30 ③. 1.80 ④. 2.50
⑤. 接法Ⅱ ⑥. 接法Ⅱ
【命题意图】此题考查测量电源电动势和内阻实验、误差分析及其相关知识点。
【名师解析】
（1）[1]根据图甲所示的电路图，实物连接如图所示
（3）[2]量程为
的电压表分度值为
，需要估读到分度值的下一位，由图丙可知电压表读数为
（4）[3]当单刀双掷开关接1 时，电流表示数为零时，电压表测量准确，故电动势为
的纵轴截距，
则有
[4]当单刀双掷开关接2 时，电压表示数为零时，电流表测量准确，由
图像可知此时电路电流为
，根据闭合电路欧姆定律可知
解得内阻为
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（5）[5]由图丁可知
图像的斜率为
解得
由图丁可知
图像的斜率为
解得
可得
故接法Ⅱ测得的电源内阻更接近真实值。
（6）[6]由电路图可知接法Ⅰ的误差来源是电流表的分压，接法Ⅱ的误差来源是电压表的分流，由于电源
内阻较小，远小于电压表内阻，结合（5）问分析可知，若只能选择一种接法，应选择接法Ⅱ更合适。
考点02 其他方法测量电动势和内阻实验
1. （2024 年高考辽宁卷）某探究小组要测量电池的电动势和内阻。可利用的器材有：电压表、电阻丝、
定值电阻（阻值为
）、金属夹、刻度尺、开关S、导线若干。他们设计了如图所示的实验电路原理图。
（1）实验步骤如下：
①将电阻丝拉直固定，按照图（a）连接电路，金属夹置于电阻丝的_____。（填“A”或“B”）端；
②闭合开关S，快速滑动金属夹至适当位置并记录电压表示数U，断开开关S，记录金属夹与B 端的距离
L；
③多次重复步骤②，根据记录的若干组U、L 的值，作出图（c）中图线Ⅰ；
④按照图（b）将定值电阻接入电路，多次重复步骤②，再根据记录的若干组U、L 的值，作出图（c）中图
线Ⅱ。
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（2）由图线得出纵轴截距为b，则待测电池的电动势
_____。
（3）由图线求得Ⅰ、Ⅱ
斜率分别为
、
，若
，则待测电池的内阻
____（用
和
表示）。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
（1）为了保护电路，闭合开关前，金属夹置于电阻丝的最大阻值处，由图可知，应该置于
端。
（2）对于电路图（a），根据闭合电路欧姆定律有
设金属丝的电阻率为
，横截面积为
，结合欧姆定律和电阻定律
联立可得
整理可得
对于电路图（b），根据闭合电路欧姆定律有
结合欧姆定律和电阻定律
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联立后整理
可知图线的纵轴截距
解得
（3）由题意可知
又
联立解得
2. （2023 年高考湖北卷） 某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如图（a）所示电路，所用
器材如下：
电压表（量程
，内阻很大）；
电流表（量程
）；
电阻箱（阻值
）；
干电池一节、开关一个和导线若干。
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（1）根据图（a），完成图（b）中的实物图连线__________。
（2）调节电阻箱到最大阻值，闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值R、相应的电流表示数I 和
电压表示数U。根据记录数据作出的
图像如图（c）所示，则干电池的电动势为__________V（保留3
位有效数字）、内阻为__________
（保留2 位有效数字）。
（3）该小组根据记录数据进一步探究，作出
图像如图（d）所示。利用图（d）中图像的纵轴截距，
结合（2）问得到的电动势与内阻，还可以求出电流表内阻为__________
（保留2 位有效数字）。
（4）由于电压表内阻不是无穷大，本实验干电池内阻的测量值__________（填“偏大”或“偏小”）。
【参考答案】 ①.
②. 1.58 ③. 0.64
④. 2.5 ⑤. 偏小
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【名师解析】
（1）[1]实物连线如图：
（2）[2][3]由电路结合闭合电路的欧姆定律可得
由图像可知
E=1.58V
内阻
（3）[4]根据
可得
由图像可知
解得
（4）[5]由于电压表内阻不是无穷大，则实验测得的是电压表内阻与电源内阻的并联值，即实验中测得的
电池内阻偏小。
考点03 多用电表的使用
1. （12 分）（2024 年全国理综新课标卷）
学生实验小组要测量量程为3V 的电压表V 的内阻
。可选用的器材有：多用电表，电源E（电动势
5V），电压表V1（量程5V，内阻约3kΩ），定值电阻
（阻值为800Ω），滑动变阻器
（最大阻值
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50Ω），滑动变阻器
（最大阻值5kΩ），开关S，导线若干。
完成下列填空：
（1）利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应______（把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排
列）；
A．将红、黑表笔短接
B．调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆
C．将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置
再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的______填“正极、负极”或“负极、正极”）相连，欧姆
表的指针位置如图（a）中虚线Ⅰ所示。为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡______（填
“×1”“×100”或“
”）位置，重新调节后，测量得到指针位置如图（a）中实线Ⅱ所示，则组测得到的
该电压表内阻为______kΩ（结果保留1 位小数）；
（2）为了提高测量精度，他们设计了如图（b）所示的电路，其中滑动变阻器应选______（填“
”或“
”），闭合开关S 前，滑动变阻器的滑片应置于______（填“a”或“b”）端；
（3）闭合开关S，滑动变阻器滑片滑到某一位置时，电压表
，待测电压表的示数分别为
、
，则待
测电压表内阻
______（用
、U 和
表示）；
（4）测量得到
，则待测电压表内阻
______
（结果保留3 位有效数字）。
参考答案 （1）CAB 负极、正极 ×100 1.6
（2）R1 a （3）
（4）1.57
解题思路 本题考查的考点：电压表内阻测量、多用电表使用、欧姆定律。
（1）由于电压表内阻约3kΩ，多用电表测量电阻先选欧姆档，然后红黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，所
以步骤为CAB。
由于多用电表黑表笔接内部电池的正极，所以测量电压表内阻，应将多用电表红、黑表笔分别与待测电压
表的负极、正极相连。
由于指针位置I 偏转角太小，说明待测电阻大，需要选择欧姆档较大倍率×100，重新调零后，实线II 所指
位置，读数为16×100Ω=1600Ω=1.6kΩ。
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（2）滑动变阻器分压接法应该选择阻值范围较小的滑动变阻器R1.闭合开关S 前，应该将滑动变阻器调节
到待测电路电压最小位置，即滑动变阻器的滑片应该置于a 端。
（3）由欧姆定律，U1-U=
，解得RV=
（4）RV=
=
×800Ω=1566Ω≈1.57kΩ
【方法归纳】此实验测量电压表内阻的方法原理还是欧姆定律。
2.. (2024 年高考河北卷). 某种花卉喜光，但阳光太强时易受损伤。某兴趣小组决定制作简易光强报警器，
以便在光照过强时提醒花农。该实验用到的主要器材如下：学生电源、多用电表、数字电压表
、
数字电流表
、滑动变阻器R（最大阻值
）、白炽灯、可调电阻
、发
光二极管
、光敏电阻
型三极管
、开关和若干导线等。
（1）判断发光二极管的极性使用多用电表的“
”欧姆挡测量二极管的电阻。如图1 所示，当黑表笔
与接线端M 接触、红表笔与接线端N 接触时，多用电表指针位于表盘中a 位置（见图2）；对调红、黑表
笔后指针位于表盘中b 位置（见图（2），由此判断M 端为二极管的____________（填“正极”或“负
极”）。
（2）研究光敏电阻在不同光照条件下
伏安特性
①采用图3 中的器材进行实验，部分实物连接已完成。要求闭合开关后电压表和电流表的读数从0 开始。
导线
和
的另一端应分别连接滑动变阻器的____________、____________、____________接线柱
（以上三空选填接线柱标号“A”“B”“C”或“D”）。
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②图4 为不同光照强度下得到
光敏电阻伏安特性图3 曲线，图中曲线Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ对应光敏电阻受到的光
照由弱到强。由图像可知，光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强而____________（填“增大”或“减
小”）。
（3）组装光强报警器电路并测试其功能图5 为利用光敏电阻、发光二极管、三极管（当b、e 间电压达到
一定程度后，三极管被导通）等元件设计的电路。组装好光强报警器后，在测试过程中发现，当照射到光
敏电阻表面的光强达到报警值时，发光二极管并不发光，为使报警器正常工作，应____________（填“增
大”或“减小”）可调电阻
的阻值，直至发光二极管发光。
【答案】（1）负极 （2） ①. A ②. A ③. D##C ④. 减小
（3）增大
【解析】
(1)根据欧姆表结构，使用时欧姆表黑表笔接内部电源正极，故当黑表笔接M 端，电阻无穷大，说明二极
管反向截止即连接电源负极。
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(2) [1][2][3]题干要求电压表、电流表读数从零开始,所以滑动变阻器采用分压式接法连接电路,故
接
滑动变阻器A 接线柱,
必须接在金属杆两端接线柱任意一个，即C 或D。
[4]由图像可知，随光照强度增加，I-U 图像斜率增大，所以电阻减小。
(3)三极管未导通时，
与
串联。随着光强增强，
电阻减小，此时三极管仍未导通，说明
分压
小，故需要增大
。
3.（2023 年高考湖南卷） 某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置，
其电路如图（a）所示，
为电阻箱，
为半导体薄膜压力传感器，
间连接电压传感器
（内阻无穷大）．
（1）先用欧姆表“
”挡粗测
的阻值，示数如图（b）所示，对应的读数是____
;
（2）适当调节
，使电压传感器示数为0，此时，
的阻值为_____（用
表示）；
（3）依次将
的标准砝码加载到压力传感器上（压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小），读
出电压传感器示数
，所测数据如下表所示：
次数
1
2
3
4
5
6
砝码质量
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电压
0
57
115
168
220
280
根据表中数据在图（c）上描点，绘制
关系图线_____；
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（4）完成前面三步的实验工作后，该测量微小压力的装置即可投入使用．在半导体薄膜压力传感器上施
加微小压力
，电压传感器示数为
，则
大小是_____
（重力加速度取
，保留2 位有效
数字）；
（5）若在步骤（4）中换用非理想毫伏表测量
间电压，在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力
，
此时非理想毫伏表读数为
，则
_____
（填“>”“=”或“<”）．
【参考答案】 （1）. 1000#1000.0 （2）.
（3）.
（4）. 1.7×10-2 （5）. >
【名师解析】（1）用欧姆表“
”挡粗测
的阻值，示数如图（b）所示，根据欧姆表读数规则，对
应的读数是10.0×100Ω=1000.0Ω。
（2）电压传感器示数为0，说明CD 两点等电势。I1R1= I2R2，I1RF= I2R3，联立解得：RF=
。
（3）先在坐标系中描出各个数据点，然后过尽可能多的点作直线得出
关系图线。
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（4）由
关系图线可知，电压为
，对应的m=1.75g，则
=mg= 1.7×10-2
。
（5）若在步骤（4）中换用非理想毫伏表测量
间电压，则测量值小于真实值，在半导体薄膜压力传
感器上施加微小压力
，此时非理想毫伏表读数为
，则
＞
．
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