文档文本内容
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
必修部分电学实验最新模拟题冲刺
专题9 伏安法测量电源电动势和内阻实验
1．（2024 江苏六校下学期第二次联考）我国新能源汽车企业在整车制造和相关电池技术上作了长期积累，
实现汽车领域“换道超车”，这离不开我国社会主义市场经济体制的作用发挥。新能源汽车加速增长，推
动我国汽车出口已然迎来规模效应与品牌效应的新机遇期。某同学设计了如图甲所示的电路，想准确测量
某新型电源的电动势和内阻。只考虑电表内阻所引起的误差，他提出一种可以准确测量干电池电动势和内
阻的方案：
（1）如图甲连接电路，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
表的系数，作出U-I 图线，如图乙中图线 1 所示，图线1 与U 轴和I 轴的截距分别为U1和I1。
（2） 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，记录多个电压表和电流表的示数，
作出U-I 图线，如图乙中图线2 所示，图线2 与U 轴和I 轴的截距分别为和 U2和I2。
（3）根据上述实验可得：电源电动势的真实值为 ，内阻的真实值为 ， 同时也可测出电
流表内阻为 ；
（4）用此电路测出的电流表的内阻 系统误差（选填“有”或“无”）
【参考答案】 （3） U1 U 1
I 2
U 1
I 1
- U 1
I 2
（4） 无
【名师解析】（3）设电流表的内阻为RA、电压表的内阻为RV。当开关S2接a 时，考虑电流表内阻RA，对
此时电路，由闭合电路欧姆定律可得U = E -( RA+r )I，此式对应图线1，
由此可知 U 1= E，I 1=
E
RA+r , ，即电动势测量准确、短路电流偏小。
当开关S2接b 时，考虑电压表内阻RV，对此时电路，由闭合电路欧姆定律可得U = E -( I + U
RV
)r，
变化为 U =
RV
RV+r E - RVr
RV+r I，此式对应图线2，
1
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
由此可知 U 2=
RV
RV+r E，I 2= E
r
即电动势测量值偏小、短路电流准确。综上所述，干电池电动势的准确值E =U 1，干电池内阻的准确值
r = E
I 2
= U 1
I 2
。
根据 I 1=
E
RA+r
，E =U 1
，r = U 1
I 2
，得电流表内阻RA= U 1
I 1
- U 1
I 2
。
（4）根据以上分析，用此电路测出的电流表的内阻无系统误差。
2. （2024 福建漳州第二次质检）为测定一硅光电池的电动势和内电阻，某兴趣小组设计了如图甲所示的
实验电路，图中R 为滑动变阻器，电压表的量程为0~3V，内阻约为
，电流表的量程为0~300mA，内
阻为
。在光照强度保持不变的条件下进行下述实验：
（1）根据所选实验电路图连接好电路，使滑动变阻器滑片位于适当位置，闭合开关，记录电流表和电压
表对应的读数I 和U；改变滑动变阻器滑片位置，记录多组电表读数；
（2）根据数据作出
图像，如图乙所示。可求得该硅光电池的电动势
________V；
（3）当
，此时硅光电池的内阻为________
（结果保留2 位有效数字）；根据图像可知，电
池的内阻________（填“是”或“不是”）常数；
（4）若将阻值为
的定值电阻接在该电池两端，则电阻的实际功率是________W。
【参考答案】 ①.
②.
③. 不是 ④.
2
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【名师解析】
（2）[1]由题图乙可知电流为零时所对应的电压为电池电动势
。
（3）[2]电压为
时，由题图乙可知电流为210mA，由闭合电路欧姆定律可得
代入数据解得
[3]根据题图乙可知电池的内阻不是常量。
（4）[4]在
图像中做一条过原点的直线表示
的定值电阻的伏安特性，如图所示，由图线可知该
直线与该电源的伏安特性曲线的交点坐标为
，其横、纵坐标的乘积表示电阻的实际功率
3. （2024 河北五市联考）某实验小组用图甲所示电路测量电源E 的电动势和内阻（要求尽可能精确），图
甲中电压表V 的最大量程为3V，虚线框内为用电流计G 改装的电流表。
（1）已知电流计G 的满偏电流
、内阻
，电路中已将它改装成量程为600mA 的电
3
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
流表，则
___________
。
（2）通过移动变阻器R 的滑片，得到多组电压表V 的读数U 和电流计G 的读数I，作出如图乙的图像。某
次测量时，电压表V 如图丙所示，则电压表示数为___________V。
（3）请根据图乙求出电源的电动势E 等于_________V（此空保留到小数点后两位），电源内阻等于
_______
（此空保留到小数点后一位），电源内阻测量值___________（“大于”“小于”“等于”）真
实值。
【参考答案】 ①. 0.6 ②. 2.60 ③. 2.92##2.93##2.94 ④. 0.7 ⑤. 等于
【名师解析】
（1）[1]根据题意，由欧姆定律有
解得
（2）[2]由图丙可知，电压表的量程为
，最小刻度为
，则读数为
。
（3）[3][4]根据题意可知，改装后电路表的内阻为
流过电源的电流为
由闭合回路欧姆定律有
4
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
结合图像可得
，
解得
[5]由上述分析可知，电源内阻测量值等于真实值。
4.（2024 北京石景山期末）（1）某同学采用图1 所示的电路图测量一节干电池的电动势和内阻。
①实验时，闭合开关S 前，滑动变阻器的滑片P 应处在___________(填“M”或“N”)端。
②按照图1 连接实物图，如图2 所示。闭合开关前检查电路时，发现有一根导线接错，该导线为
___________(填“a”“b”或“c”)。该错误连接会带来的问题是___________________
（2）如图3 所示，用伏安法测量待测电阻Rx的阻值，M、N 间电压为U0保持不变。选用三种不同规格的
滑动变阻器，最大阻值分别是R1=5Ω，R2=20Ω，R3=200Ω，从左向右移动滑片P，研究待测电阻Rx两端的
电压U 与滑片的滑动距离L（滑片从左向右滑动的最大距离为L0）的关系，获得如图4 所示的数据结果。
请你结合数据结果判断：在使用图3 所示电路测量待测电阻Rx阻值的实验中，选择哪一种规格的滑动变阻
器最合适，简要说明理由___________________。
5
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【参考答案】 （1）. M . c . 开关不是接在干路上，无法控制电压表，闭合前电压表已经有示数，
（2）使用R1可使待测电阻两端的电压随滑动头移动趋近线性变化，方便调节使用。
【名师解析】
（1）实验时，闭合开关S 前，为防止烧坏电表，滑动变阻器的滑片P 应处在M 端。
c 导线接错，错误连接会带来的问题是开关不是接在干路上，无法控制电压表，闭合前电压表已经有示数，
应该将c 线接电源正极端改接至开关右端。
（2）[5]滑动变阻器R1最合适；使用R1可使待测电阻两端的电压随滑动头移动趋近线性变化，方便调节使
用。
5. （2024 山东济南期末）某同学测量某电池的电动势和内阻。实验器材如下：
电池
（电动势约为
，内阻未知）
电压表（量程
，内阻约为
）
定值电阻
电阻箱
（阻值
）
开关一个、导线若干。
测量电路如图甲所示：
（1）根据实验电路图，请在答题纸上用笔画线将实物图乙补充完整；（ ）
（2）根据实验数据绘出的
图像如图丙所示，该电池的电动势
_______V，内阻
_________
（结果均保留2 位有效数字）；
（3）由于电压表并非理想电压表，那么本实验中电动势
的测量值____________（选填“大于”、“小
于”或“等于”）真实值。
6
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【参考答案】 （1） ①.
（2）②.
③.
（3） ④. 小于
【名师解析】
（1）[1]根据实验电路图甲，将实物图乙补充完整，如图所示
（2）[2][3]根据题意，由闭合回路欧姆定律有
整理可得
结合图像可得
,
解得
，
（3）[4]由于电压表并非理想电压表，则（2）分析中的
实际应为
则电池的电动势的真实值为
7
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
即本实验中电动势
的测量值小于真实值。
5.（2024 湖南名校联考）为测量干电池的电动势和内阻，实验室提供以下实验器材：
两节完全相同的干电池（每节电动势约为1.5V，内阻约为0.5Ω），电压表V（量程为0～3.0V，内阻约为
6000Ω），电流表A（量程为0～1.2A，内阻约为0.2Ω），滑动变阻器R（0～50Ω，0～1.0A），导线及开关；
（1）甲小组实验电路图如图（a），乙小组实验电路图如图（b）。请将下列实验器材按照电路图（a）连
接完成。_______
（2）两个小组电路连接准确无误后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片读出电流表和电压表的读数，都分
别在U-I 图像中做出其实验图线；考虑到误差因素，又都在同一图像中作出修正图线，各图线延长线交坐
标轴上各点的坐标值如图（丙）和（丁）。
则（丙）图像为________（选“甲”或“乙”）小组作的图像，其中①为________（选“实验图线”或“修正图
线”）；（丁）图像中②为________（选“实验图线”或“修正图线”）
（3）每节电池的电动势E=________V（结果保留三有效数字），内阻r=________Ω（结果保留两位有效数
字）。
8
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【参考答案】 （1） ①.
（2） ②. 甲 ③. 修正图线 ④. 实验图线
（3） ⑤. 3.00 ⑥. 1.0
【名师解析】
（1）[1]电路连接如图所示
（2）[2][3][4]电路图如图（a）中，主要误差来源于电压表的分流作用，理论上路端电压为零时，外电路被
短路，电压表没有分流作用，测量是准确，而随着路端电压的增加，电压表的分流作用逐渐增加，电流表
测量值小于准确值，偏差逐渐增大，因此测得的电动势偏小，内电阻偏小；电路图如图（b）中，主要误
差来源于电流表的分压作用，理论上当电流表的示数为零时，电流表没有分压作用，电压表测量是准确的，
随着回路的电流增加，电流表的分压逐渐增大，电压表测量值小于真是值，而且偏差逐渐增大，因此测得
的电动势是准确的，内电阻偏大。因此丙图像是甲小组作的图像，其中①为修正图线；丁图像中的②为实
验图线。
（3）[5][6]利用修正图像可知，图像与纵坐标的交点等于电动势，图像的斜率表示内电阻，即
E=3.00V，r=1.0Ω
9
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
6. （2024 北京丰台期末）某同学利用如图所示的电路“测量电源的电动势和内阻”。已知待测干电池的电动
势约1.5V，内阻约
。除待测电池、开关、导线外，还有下列器材可供选用：
①电流表A：量程0~0.6A，内阻为
②电压表V：量程0~3V，内阻约
③滑动变阻器
：0~20
，额定电流2A
④滑动变阻器
：0~100
，额定电流1A
（1）为了调节方便，测量结果尽量准确，实验中滑动变阻器应选用_______________（填写仪器前的序
号）。
（2）经过多次测量并记录对应的电流表示数I 和电压表示数U，利用数据在excel 软件中绘制U－I 图像，
拟合得出电压U 和电流I 之间满足关系：
，由此得出电池的电动势E=___________V；
内阻r=___________Ω。
（3）利用上述方案进行实验时，测量存在系统误差。下列说法正确的是_________________。
A．因为电压表的分流作用，电动势的测量值小于真实值
B．因为电流表的分压作用，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
10
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
D．因为电流表的分流作用，电动势的测量值大于真实值
（4）该同学实验中发现，在保证所有器材安全的情况下，调节滑动变阻器的滑片时，电压表示数的变化
量
不到0.2V，出现这一现象的原因可能是___________________；由于
过小，实验时采集数据较
为不便。在不改变已选实验器材的基础上，设计使电压表示数变化更为明显的方案，并说明该方案电池内
阻的测量值与真实值的关系______________。
【参考答案】 （1） ①. ③ （2） ②. 1.33V ③. 0.28
（3）④. A
（4） ⑤. 电池内阻过小（外电阻远大于内电阻）
⑥. 将电压表直接并联到滑动变阻器两端（将电流表直接与电池串联），
【名师解析】
（1）电源内阻较小，为了调节方便，测量结果尽量准确，实验中滑动变阻器应选用最大阻值较小的，即
③；
（2）[2]根据
电动势
[3]结合图像可知图像斜率的绝对值即为电源内阻
（3）[4]因为电压表的分流作用，流过电源的电流大于电流表的示数，既电流的测量值小于真实值，使得
电源电动势和内阻的测量值偏小。
故选A；
（4）[5]根据路端电压
可知，如果电源内阻r 远小于滑动变阻器的阻值，调节滑动变阻器时，电路中电流变化很小，电压表的示
数的变化就会很小；
[6]在不改变已选实验器材的基础上，可以采用电流表相对于电源的内接法，既电压表直接与滑动变阻器并
联，这种情况下，电源内阻的测量值
7. （2024 江西宜春市一中质检）某同学要测量一节新干电池的电动势和内阻，该同学根据实验室提供的
器材，组成了如图所示电路。其中：电流表A（0~0.6A，0~3A，内阻未知）；电流计G（10mA，
11
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
rg=10Ω）；滑动变阻器R（0~20.0Ω 1A）；定值电阻R0（阻值2.0Ω）；R1也为定值电阻，待测电池E（电
动势约为1.5V，内阻较小）。
（1）将电流计G 改装成量程为3V 的电压表，则定值电阻R1的值为__________Ω。
（2）闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移到最___________（填“左”或“右”）端，闭合开关后，调节滑动
变阻器的滑片，测得多组电流表A 的示数I1、电流计G 的示数I2，作I1-I2图像，得到图像与纵轴的截距为
b，图像的斜率绝对值为k，求得被测电池的电动势E=___________，内阻r=___________。（用已知的和
测量的物理符号表示）
（3）不考虑偶然误差，实验测得的电动势___________（填“大于”“小于”或“等于”）电动势的真实值。
【参考答案】 （1） ①. 290 （2）②. 左 ③.
④.
（3） ⑤. 等于
【名师解析】
（1）[1]将电流计G 改装成量程为3V 的电压表
解得
R1=290Ω
（2）[2]闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移到最左端，使接入电路的电阻最大；
[3][4]根据闭合电路的欧姆定律
得到
12
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
结合题意得
，
解得
，
。
（3）[5]不考虑偶然误差，由于处理数据时考虑了电压表的分流，因此不存在系统误差，实验测得的电动
势等于电动势的真实值。
8．（8 分）(2024 海南高考模拟6)某学习小组测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供的器材有：
干电池一节（电动势约为
）
电压表
（量程为
，内阻
约为
）
电流表
（量程为
，内阻
）
滑动变阻器
（最大阻值为
）
滑动变阻器
（最大阻值为
）
开关一个，导线若干
（1）实验中，滑动变阻器
应选用______。（选填“
”或“
”）
（2）小组内的两位同学分别设计了如图1、2 所示的电路，为了使测量结果更准确，实验应该选择______
（选填“图1”或“图2”）所示的电路。
13
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
图1 图2 图3
（3）该小组按照合适的电路进行实验，通过调节滑动变阻器，记录多组电流表和电压表的示数，并利用
实验数据作出
图线，如图3 所示，则干电池的电动势
______V，内阻
______
。（结果均
保留2 位小数）
（4）从实验原理上分析误差，可知电动势的测量值______真实值，内阻的测量值______真实值。（均选
填“大于”“等于”或“小于”）
【参考答案】（1）
（2）图2
（3）1.48（1.47～1.49 均可，2 分） 0.66（0.63～0.69 均可，2 分）
（4）等于 等于
【名师解析】（1）为了便于调节，实验中滑动变阻器应选用阻值范围小一点的，故选
。
（2）由于本实验中电流表的内阻已知，因此可以把电流表接入干路，避免系统误差，故选择题图2 所示电
路。
（3）根据闭合电路欧姆定律可得
，变形得
，则
图线与纵轴
的截距表示电源电动势，读数为
，图线斜率的绝对值等于
，即
，可得
。
（4）从实验原理上分析，由于电流表的内阻已知，等效到电源内阻中，最后再减去，故电动势和内阻的
测量值均等于真实值。
9. （2024 广东惠州第三次调研） 把铜片和锌片相隔1cm 插入一个苹果中，就可以制成一个水果电池。小
明同学用水果电池给一个规格为“2.5V，0.5A”的小灯泡供电，发现虽然逐渐增加水果电池串联的数量，
但小灯泡依旧几乎不发光。于是小明利用如下器材测量水果电池的电动势和内阻，探究小灯泡不发光的原
因。
A．一个水果电池
14
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
B．电流表A（0－0.6mA，内阻250Ω）
C．电压表V（0－3V，内阻约3kΩ）
D．滑动变阻器R（最大阻值2000Ω）
E．开关一个，导线若干
（1）小明利用电流表和电压表更准确地测量“苹果电池”的电动势和内阻，应该选择的实验电路是图中
的___（选填“（a）”或“（b）”）。
（2）选择正确的电路后由实验数据作出的U－I 图像如图所示，由图像可求得电源电动势为___V，内电阻
为___Ω（结果保留三位有效数字）。
（3）根据（2）中测量的结果可知，小灯泡几乎不发光的原因是___。
【参考答案】 （1） ①. （b） （2） ②. 1.00 ③. 750
（3）水果电池的电动势小，内阻比灯泡电阻大很多，尽管多个水果电池串联，输出的电压也远小于灯泡
额定电压，回路中的电流远小于额定电流。
【名师解析】
（1）[1]电流表内阻已知，电流表的分压值可准确计算得出，为更准确地测量“苹果电池”的电动势和内
阻，应将电流表外接，应选择的实验电路是图中的（b）。
（2）[2]根据闭合电路的欧姆定律
整理得
由图像可求得电源电动势
15
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
[3]图像斜率的绝对值为
内电阻为
（3）[4]根据（2）中测量的结果可知，小灯泡几乎不发光的原因是水果电池的电动势小，内阻比灯泡电阻
大很多，尽管多个水果电池串联，输出的电压也远小于灯泡额定电压，回路中的电流远小于额定电流。
16
