文档文本内容
高考实验解读与针对性训练
实验13 测量电源电动势和内阻
【实验解读】
一、教材实验解读
实验原理
实验操作
注意事项
1.电路图和实物图(如图甲、乙所
示)
2.原理：改变滑动变阻器的电阻，
测多组U、I 值，根据闭合电路欧
姆定律E＝U＋Ir 计算E、r。
1.选量程、连线路：
按原理图连接电路，
注意电压表、电流表
的量程和正、负接线
柱。
2.滑动变阻器滑片移
到阻值最大一端。
3.测量：闭合开关，
改变滑动变阻器阻
值，测多组U、I 值。
4.求解：利用公式法
或图像法求E、r。
1.为了使路端电压
变化明显，可使用
内阻较大的旧电
池。
2.电流不要过大，
应小于0.5 A，读数
要快。
3. 要测出不少于6
组的(I，U)数据，
变化范围要大些。
数据处理
方法一：列方程组求解电动势和内阻的大小。
(1)；(2)；(3)
根据以上三组方程分别求出E、r，再取其平均值作为电源的
电动势E 和内阻r。
方法二：用作图法处理数据，如图所示。
(1)图线与纵轴交点为电动势E。
(2)图线的斜率的绝对值表示内阻r＝。
误差分析
1.读数不准确和电表线性不良引起误差。
2.用图像法求E 和r 时，由于作图不准确造成误差。
3.实验时通电时间过长或电流过大，都会引起E、r 变化。
4.若采用图甲电路，由于电压表的分流作用造成误差，电压值
越大，电压表的分流越多，对应的I 真与I 测的差值越大。其U
－I 图像如图丙所示。结论：E 测＜E 真，r 测＜r 真。
5.若采用图乙电路，由于电流表的分压作用造成误差，电流值
越大，电流表的分压越多，对应的U 真与U 测的差值越大。其
U－I 图像如图丁所示。结论：E 测＝E 真，r 测＞r 真。
二、拓展创新实验
【高考启示】
高考实验题一般源于教材而不拘泥于教材，是在教材实验的基础上创设新情景。
因此，要在夯实教材实验的基础上注意迁移和创新能力的培养，善于用教材中
实验的原理、方法和技巧处理新问题。
实验器材和方法创新：
1.安阻法测电源电动势和内阻
(1)实验原理
闭合电路的欧姆定律E＝IR＋Ir，电路图如图1 所示。
图1
(2)实验器材
电池、电流表、电阻箱、开关、导线、坐标纸和刻度尺。
(3)数据处理
①计算法：由
解方程组求得E，r。
②图像法：由E＝I(R＋r)可得
＝R＋，可作－R 图像(如图4 甲)，－R 图像的斜率k＝，纵轴截距为
也可写成R＝E·－r，可作R－ 图像(如图乙)，R－ 图像的斜率k＝E，纵轴截
距为－r。
图2
(4)误差分析
①误差来源：电流表有电阻，导致内阻测量不准确；
②结论：E 测＝E 真，r 测>r 真(r 测＝r 真＋rA)。
2.伏阻法测电源电动势和内阻
(1)实验原理
闭合电路欧姆定律E＝U＋r，电路图如图3 所示。
图3
(2)实验器材
电池、电压表、电阻箱、开关、导线、坐标纸和刻度尺。
(3)数据处理
①计算法：由
解方程组可求得E 和r。
②图像法：由E＝U＋r 得＝＋·。故－图像的斜率k＝，纵轴截距为，如图4 所
示。
图4
(4)误差分析
①误差来源：电压表有内阻，干路电流表达式不准确，导致电动势测量不准确；
②结论：E 测<E 真，r 测<r 真。
【高考典例】
【典例1】 （2025 高考甘肃卷）（8 分）某兴趣小组设计测量电阻阻值的实验方案。可用
器材有：电池（电动势
）两节，电压表（量程
，内阻约
），电流表（量程
，内阻约
），滑动变阻器（最大阻值
），待测电阻
，开关
，单刀双掷
开关
，导线若干。
（1）首先设计如上图所示的电路。
①要求用
选择电流表内、外接电路，请在图1 中补充连线将
的c、d 端接入电路；
②闭合
前，滑动变阻器的滑片P 应置于___端（填“a”或“b”）；
③闭合
后，将
分别接c 和d 端，观察到这两种情况下电压表的示数有变化、电流表的
示数基本不变，因此测量电阻时
应该接______端（填“c”或“d”）。
（2）为了消除上述实验中电表引入
误差、该小组又设计了如图所示的电路。
①请在上图中补充连线将电压表接入电路______；
②闭合
，将
分别接c 和d 端时，电压表、电流表的读数分别为
、
和
、
。
则待测电阻阻值
_______（用
、
、
和
表示）。
【典例2】. （2025 高考四川卷） 某学生实验小组要测量一段合金丝的电阻率。所用实验
器材有：
待测合金丝样品（长度约
）
螺旋测微器
学生电源E（电动势
，内阻未知）
米尺（量程
）
滑动变阻器（最大阻值
）
电阻箱（阻值范围
）
电流表（量程
，内阻较小）
开关
、
导线若干
（1）将待测合金丝样品绷直固定于米尺上，将金属夹分别夹在样品
和
位置，用螺旋测微器测量两金属夹之间样品三个不同位置的横截面直径，读数分别为
、
和
，则该样品横截面直径的平均值为________
。
（2）该小组采用限流电路，则图1 中电流表的“+”接线柱应与滑动变阻器的接线柱
________（选填“a”或“b”）相连。闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于________端
（选填“左”或“右”）。
（3）断开
、闭合
，调节滑动变阻器使电流表指针恰好指到
刻度处。断开
、
闭合
，保持滑动变阻器滑片位置不变，旋转电阻箱旋钮，使电流表指针仍指到
处，此时电阻箱面板知图2 所示，则该合金丝的电阻率为_________
（取
，
结果保留2 位有效数字）。
（4）为减小实验误差，可采用的做法有________（有多个正确选项）。
A. 换用内阻更小
电源
B. 换用内阻更小的电流表
C. 换用阻值范围为
的电阻箱
D. 多次测量该合金丝不同区间等长度样品的电阻率，再求平均值
【典例3】．（2025 高考广西卷）（8 分）某小组将电流表改装成一个欧姆表，所用器材
如下：
定值电阻
电流表：内阻
，量程为
电源：内阻不计，电源电压
(1)在测量前要将a，b 点 ，欧姆表调零让G 表示数为 ，滑动变阻器调为
。
(2)用调整好的欧姆表测量某个电阻，当欧姆表示数是
时，测量的电阻阻值是
。
【典例4】．（2025 高考安徽卷）（10 分）某同学设计了一个具有两种挡位（“
”挡和
“
”挡）的欧姆表，其内部电路如图甲所示。电源为电池组（电动势E 的标称值为
，内阻r 未知），电流表G（表头）的满偏电流
，内阻
，定值电阻
，滑动变阻器R 的最大阻值为
。设计后表盘如图乙所示，中间刻度值为
“15”。
(1)测量前，要进行欧姆调零：将滑动变阻器的阻值调至最大，闭合开关
，此时欧姆
表处于“
”挡，将红表笔与黑表笔 ，调节滑动变阻器的阻值，使指针指向
（选填“0”或“
”）刻度位置。
(2)用该欧姆表对阻值为
的标准电阻进行试测，为减小测量误差，应选用欧姆表的
（选填“
”或“
”）挡。进行欧姆调零后，将电阻接在两表笔间，指针指向图乙中
的虚线位置，则该电阻的测量值为
。
(3)该同学猜想造成上述误差的原因是电源电动势的实际值与标称值不一致。为了测出电源
电动势，该同学先将电阻箱以最大阻值（
）接在两表笔间，接着闭合
、断开
，
将滑动变阻器的阻值调到零，再调节电阻箱的阻值。当电阻箱的阻值调为
时，指针
指向“15”刻度位置（即电路中的电流为
）；当电阻箱的阻值调为
时，指针指向
“0”刻度位置（即电路中的电流为
）。由测量数据计算出电源电动势为
。（结果保留2 位有效数字）
【针对性训练】
1. （2025 年5 月山东省模拟演练）某实验小组用如图1 所示的电路测定一节蓄电池的电动
势和内阻。除蓄电池、开关、导线外，可供使用的实验器材还有
A．电阻箱R（量程0～99.9Ω）
B．电压表V（量程0～3V、0～15V）
(1)小组成员甲同学在利用如图1 所示电路，调节电阻箱共测得了6 组电阻、电压的数据，
如表一所示。
表一
R（Ω）
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
U（V）
1.54
1.73
1.80
1.86
1.89
1.90
(2)甲同学发现实验数据中电压的变化范围太小了，准备进一步调小电阻箱阻值继续测量，
他指出电压的变化范围太小的主要原因是_______；乙同学提出反对意见，电阻箱调的太小，
电路中电流过大，会对电池造成严重损伤，于是他找来了两个备用定值电阻来解决这个问
题，下面两个定值电阻选择_______（填序号）串联接在开关的旁边。
C．定值电阻R1（阻值1Ω）
D．定值电阻R2（阻值20Ω）
(3)乙同学动手重新组装了电路后测量结果记录如表二所示。
表二
R（Ω）
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
U（V）
0.87
1.20
1.40
1.50
1.59
1.65
他们准备采用如图2 所示的图象处理实验数据，横轴应该是_______，由图象进一步得到斜
率为k，纵轴截距为b，则蓄电池的内阻为_______，电动势为_______（均用字母符号表
示）。
(4)如果考虑电压表内阻对测量结果的影响，则电动势测量值_______，内阻测量值_______
（均填“偏大”“偏小”或“准确”）。
2. （河北名校联考普通高中2025 届高三年级适应性演练）某实验小组测一电源的电动势
和内阻。他们采用了下面两种方法。
（1）他们将电源和电阻箱和一电压表（内阻
未知）接成如图甲所示电路，开关
闭合
后调节电阻箱，当电阻箱电阻为
时，电压表满偏，当电阻箱电阻为
时，电压表半偏，
已知电压表量程为
，在忽略电源内阻的条件下，该实验方案测得电压表内阻
__________，电源的电动势
__________（用题目中的符号表示）；
（2）为了准确的测量电源的电动势和内阻，他们设计了如图乙所示的电路，用到了如下实
验器材：
A.标准电源（电动势
，内阻
）
B.电阻箱
C.电阻箱
D.定值电阻
，阻值为
E.灵敏电流计
F.开关两个，导线若干
①断开开关
，闭合开关
，调节两个电阻箱的电阻，当
、
时，灵
敏电流计示数为零，则待测电源的电动势
__________
；
②同时闭合
、
两个开关，调节两个电阻箱的电阻，当
、
时，
灵敏电流计示数为零，则待测电源的内阻
__________
。
3. (2025 年4 月重庆名校质检)某中学兴趣小组自制了“水果电池”，甲、乙两名同学通
过实验测量电池的电动势(约0.8V )和内阻(约2kΩ)。
(1)甲同学借助以下器材进行实验：
A.微安表G1(量程为50 μA，内阻为8kΩ)；
B.微安表G2(量程为500 μA，内阻约为500Ω)；
C.电压表V (量程为3V )
D.滑动变阻器R1(0∼1kΩ)；
E.滑动变阻器R2(0∼20Ω)；
F.定值电阻R01(阻值为250Ω)：
G.定值电阻R02(阻值为10kΩ)；
H.开关、导线若干。
①为了把微安表G1改装成合适的电压表，应选择定值电阻____，实验时滑动变阻器应选择
_____。(填写器材前的字母)
②请在下面的方框中画出实验电路图。
(2)乙同学利用量程合适的电压表和电流表进行实验，分别采用了两种不同的电路接法，
如图(a)、(b)所示，R0为定值电阻，把两个实验电路测量出的电压和电流数据描绘在同一
个U - I图内，如图(c)所示。根据图像坐标信息可以修正该实验的系统误差，则修正后这
个水果电池的电动势E =_____，内阻r =____。(结果用U 1、U 2、I 1、I 2、R0中的字母表示
)
4．（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”）
5. （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。
6 某课外研究小组用如图5 甲所示的电路测定电源的电动势与内阻。电流表的
量程符合实验要求，其内阻很小(可忽略)。
图5
(1)定值电阻R1的作用是________。
(2)闭合开关S，读出电阻箱的示数R 以及相应的电流表示数I，调节电阻箱的电
阻R，得到多组R 值与相应的I 值，作出－R 图像如图乙所示。若定值电阻R0＝
6.6 Ω，定值电阻R1＝1 Ω，则该电源的电动势E＝________V、内阻r＝
________Ω(结果均保留2 位有效数字)。
7. .(2023·6 月浙江选考，16)在“测量干电池的电动势和内阻”实验中
(1)部分连线如图1 甲所示，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乙所示，其示数
为________V。
(2)测得的7 组数据已标在如图丙所示U－I 坐标系上，用作图法求干电池的电动
势E＝________V 和内阻r＝________Ω(计算结果均保留两位小数)。
图1
8 .某同学准备测量两节干电池的电动势和内阻，他选用了如图2 甲所示的实验
电路进行测量，
图2
(1)由于电表存在内阻，对于图甲方案会导致电源内阻测量值________(选填“偏
大”“偏小”或“不变”)。
(2)为了消除电表内阻带来的影响，该同学设计了改进实验如图乙所示，其中定
值电阻R0阻值已知，进行以下实验步骤：
①闭合S1，将S2掷向1，调节滑动变阻器R，使电流表和电压表有较大偏转，
记下示数I0、U0，则电流表的内阻RA＝________；
②将S2掷向2，调节变阻器的阻值，记录多组电流表示数I 和电压表对应的示数
U，然后利用数据作出图丙的U－I 图像，图中a、b 已知，则测量得到的电动势
E＝________，内阻r＝________(用测得的量和已知量表示)。
9. (2023·湖北卷，12)某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如图
1(a)所示电路，所用器材如下：
电压表(量程0～3 V，内阻很大)；
电流表(量程0～0.6 A)；
电阻箱(阻值0～999.9 Ω)；
干电池一节、开关一个和导线若干。
(1)根据图1(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U－I 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______Ω(保
留2 位有效数字)。
图1
(3)该小组根据记录数据进一步探究，作出－R 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
________Ω(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”)。
