資源簡介

電學專題實驗——《測定電池的電動勢和內阻》專項提升
一、典型例題 方法賞析
1．（2024高二上·新疆維吾爾自治區月考）如圖甲所示為某興趣小組測量電池組的電動勢和內阻的實驗電路圖，已知電池組的電動勢約3V，內阻約2Ω。現提供的器材如下：
A.電池組
B.電壓表V1（量程0～10V，內阻約10000Ω）
C.電壓表V2（量程0～3V，內阻約3000Ω）
D.電阻箱R（0~～99.9Ω）
E.定值電阻R1=20Ω
F.定值電阻R2=1000Ω
G.開關和導線若干
依據實驗室提供的器材和實驗電路圖，回答下列問題：
（1）如果要準確測量電源的電動勢和內阻，電壓表V應選　 　，定值電阻R0應選　 　（填寫儀器前面的字母序號）。
（2）改變電阻箱的阻值R，記錄對應電壓表的讀數U，作出的圖像如圖乙所示，圖線與橫、縱坐標軸的截距分別為-b、a，定值電阻的阻值用R0表示，則可得該電池組的電動勢為　 　，內阻為　 　（用題目所給物理量的字母表示）。
（3）第（2）問中，利用圖乙計算的電源電動勢和內阻均存在系統誤差，產生系統誤差的原因是　 　。
【答案】（1）C；E
（2）；
（3）由于電壓表的分流引起
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
2．（2024高二上·樂平月考）為了測量一節干電池的電動勢和內阻，某同學采用了伏安法，現備有下列器材：
A．被測干電池一節；
B．電流表1：量程0~0.6 A，內阻r＝0.3 Ω；
C．電流表2：量程0~0.6 A，內阻約為0.2 Ω；
D．電壓表1：量程0~3 V，內阻未知；
E．電壓表2：量程0~15 V，內阻未知；
F．滑動變阻器1：0~10 Ω，3 A；
G．滑動變阻器2：0~100 Ω，0.5 A；
H.開關、導線若干。
利用伏安法測電池電動勢和內阻的實驗中，由于電流表和電壓表內阻的影響，測量結果存在系統誤差。在現有器材的條件下，要盡可能準確地測量電池的電動勢和內阻。
（1）在上述器材中請選擇適當的器材：電流表選用　 　滑動變阻器選用 　 　；（填寫選項前的字母）
（2）實驗電路圖應選擇圖中的　 　（選填“甲”或“乙”）；
（3）根據實驗中電流表和電壓表的示數得到了如圖丙所示的圖像，則干電池的電動勢E＝　 　V，內電阻r＝　 　Ω。（結果保留兩位有效數字）
【答案】（1）B；F
（2）甲
（3）1.5；0.70
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
3．（2024高二下·東坡期末）為了測定一節干電池的電動勢和內電阻，現準備了下列器材：
①待測干電池E（電動勢約1.5V，內阻約為1.0Ω）
②電流表G（滿偏電流3.0mA，內阻0.10Ω）
③安培表A（量程0~0.60A，內阻0.10Ω）
④滑動變阻器R1（0~20Ω，2A）
⑤滑動變阻器R2（0~1000Ω，1A）
⑥定值電阻R3=990Ω
⑦開關和導線若干。
（1）為了能盡量準確地進行測量，也為了操作方便，實驗中應選用的滑動變阻器是　 　（填儀器代號）；
（2）請用鉛筆在圖實甲所示的方框中畫出實驗電路原理圖，并注明器材的字母代號　 　；
（3）圖乙所示為某同學根據正確的電路圖作出的I1-I2圖線（I1為電流表G的示數，I2為安培表A的示數），由該圖線可求出被測干電池的電動勢E=　 　V，內電阻r=　 　Ω
【答案】④或；；1.45±0.01；0.90±0.01
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
4．（2024高二下·杭州月考）
（1）用如圖甲電路測定兩節串聯干電池的電動勢和內阻，在乙圖中實物正確連接　 　。
（2）正確連接線路進行實驗，調整變阻器，電壓表和電流表讀數如圖所示，　 　V，　 　A
（3）經過測定，兩節電池總電動勢和總內阻最接近的一組是____。
A． B． C． D．
（4）由于電表內阻的影響，測定的電動勢比真實值　 　（填“大”或者“小”）
【答案】（1）
（2）2.50；0.46
（3）B
（4）小
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
【解析】【解答】（1）按照實物圖連接如圖所示
（2）由圖可知，電壓表量程為0-3V，電流表量程為0-0.6A，故電壓表示數為2.50V，電流表讀數為0.46A；
（3）根據閉合電路歐姆定律
兩節電池電動勢和總內阻最接近，；
（4）由圖可知，當外電路短路時，電流的測量值等于真實值，且由于電壓表的分流作用，電流的測量值小于真實值，故電動勢小于真實值。
【分析】（2）根據電表的量程，結合表盤示數可得出電流和電壓的大小；（3）利用閉合電路歐姆定律的表達式可得出結論。
二、夯實基礎 提升能力
5．（2024高二上·竹溪月考）某同學利用電壓表和電阻箱測定干電池的電動勢和內阻，使用的器材還包括定值電阻（）一個、開關兩個、導線若干．電路圖如圖所示；
①在圖中，已正確連接了部分電路，請完成余下電路的連接　 　．
②請完成下列主要實驗步驟：
A．檢查并調節電壓表指針指零；調節電阻箱，示數如圖所示，讀得電阻值是　 　；
B．將開關S1閉合，開關S2斷開，電壓表的示數是1.49 V；
C．將開關S2　 　，電壓表的示數是1.16 V；斷開開關S1．
③使用測得的數據，計算出干電池的內阻是　 　（計算結果保留兩位有效數字）．
【答案】；20Ω；閉合；0.69Ω
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
6．（2024高二上·臨湘月考）在實驗室內要測量一節干電池（電動勢約為1.5V，內阻小于）的電動勢和內阻，實驗室提供的用于實驗的器材除了開關、導線外，還有：電壓表（0~3V）、電流表（0~0.6A）、滑動變阻器（）、定值電阻（阻值）
（1）按照電路圖進行實驗，測量得到7組U、I數據，在圖像中描點、畫圖，得到的圖像如圖所示，由圖像可得被測電池的電動勢　 　V，電池內電阻　 　。（結果均保留2位小數）
（2）由于實驗存在誤差，導致電動勢和內電阻的測量值相對于真實值都有偏差，通過分析可知，　 　，　 　。（選填“大于”、“小于”或“等于”）
【答案】1.45；0.30；小于；小于
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
7．（2024高二上·云溪月考）用DIS（電流傳感器，內阻可忽略）測電源電動勢和內阻的電路如圖甲所示，R0為一定值電阻。
（1）調節電阻箱R，記錄電阻箱接入電路的阻值R和相應的電流I，將測得數據以R為橫坐標，以　 　為縱坐標，經計算機擬合得到如圖乙所示圖像，由圖線可得該電源電動勢為　 　V；
（2）現有三個相同規格的小燈泡A、B、C，將它們與圖甲中電源按圖丙所示電路相連，此種燈泡的I-U特性曲線如圖丁所示，C燈泡兩端電壓為2.0V，則電源內阻r=　 　Ω，圖甲中定值電阻R0=　 　Ω，電源的輸出功率為　 　W。
【答案】；3；；；1.5
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
8．（2024高二上·平湖月考）某研究小組對銘牌如圖一所示的移動電源進行研究，設計的實驗電路如圖二，電源內阻不超過1Ω，除開關和若干導線外，可選用的其他實驗器材有：
A．電壓表（量程0~6V，內阻未知）；
B．毫安表（量程0~3mA，內阻Rg=99.5Ω）
C．定值電阻（阻值0.5Ω）；
D．定值電阻（阻值5Ω）
E．滑動變阻器（阻值范圍）；
F．滑動變阻器（阻值范圍）
（1）為準確、方便地測出該移動電源的內阻，定值電阻R1應選擇　 　，定值電阻R2應選擇　 　，滑動變阻器R應選擇　 　（填相應器材前的字母標號）；
（2）根據實驗室提供的器材，電壓表應接在　 　（選填“a”、“b”）處。
（3）該組同學實驗前進行了理論分析，電壓表接在a、b點對應的電壓表示數U與改裝電流表的示數I的U–I圖像應如圖三所示，圖像的延長線與軸交于、、、，電動勢可表示為　 　；（結果選用、、、、、、R其中的字母表示）；
【答案】（1）C；D；E
（2）b
（3）
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
三、思維提升 創新應用
9．（2024高二上·宜城月考）某同學為了測量某一節干電池的電動勢和內阻，進行了以下操作：
（1）該同學首先用多用電表的直流2.5V擋粗略測量該節干電池的電動勢，電表指針如圖甲所示，則該電表讀數為　 　V。
（2）該同學認為用多用電表測量誤差較大，為了能比較準確地進行測量，他利用部分實驗器材進行了如下實驗：
A．待測干電池
B．電流表G（滿偏電流2.0mA，內阻為100）
C．電流表A（量程0~0.6A，內阻約為1）
D．滑動變阻器R1（0~10，額定電流為2A）
E．滑動變阻器R2（0~1k，額定電流為1A）
F．電阻箱R0（阻值為9999.9）
G．開關一個，導線若干
為了能比較準確地進行測量，根據要求回答下列問題：
①實驗中滑動變阻器R，應選　 　（填“R1”、或“R2”）；
②為了操作方便，需利用電流表G和電阻箱改裝成量程為2V的電壓表，需　 　（填“串聯”或“并聯”）阻值R=　 　的電阻箱；
③該同學畫出實驗電路圖如圖乙所示；
④如圖丙所示是該同學根據正確的實驗得到的數據作出的圖線，其中縱坐標I1為電流表G的示數，橫坐標I2為電流表A的示數。由圖可知，被測干電池的電動勢為E=　 　V，內阻為r=　 　（結果均保留兩位有效數字）。
【答案】（1）1.20
（2）R1；串聯；900；1.4；0.67
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
10．（2024高二上·重慶市開學考）某同學根據實驗室提供的器材組成如圖1所示電路，測電源電動勢和內阻并同時測量電流表的內阻。所用器材：電源為兩節干電池，電流表（量程，內阻），電流表（量程），電阻箱，滑動變阻器，開關和單刀雙擲開關、，導線若干。
（1）實驗時，先將接1，接3，滑動變阻器接入電路的電阻調到最大，閉合開關，調節、，使電流表、的指針偏轉均較大，若這時示數為、電流表的示數如圖2所示，則電流表的示數為　 　；若這時電阻箱接入電路的電阻為，則電流表的內阻　 　用、、表示。
（2）將開關接2，開關接4，將電流表改裝成量程為3V的電壓表，則電阻箱接入電路的電阻　 　多次調節滑動變阻器，測得多組電流表、的示數、，作圖像，得到圖像與縱軸的截距為b，圖像斜率的絕對值為k，則得到電源的電動勢　 　，內阻　 　后兩空用b、k、、、中的符號表示。
【答案】（1）0.26；
（2）4.9；；
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
【解析】[解答]（1）電流表最小刻度為，故電流表讀數為；根據串并聯知識可得
解得
（2）根據串并聯知識可得
解得
由閉合電路的歐姆定律得
整理得
由圖示圖像可知，圖像的斜率
縱軸截距
解得
電源電動勢
綜上(1)第1空為0.26；第2空為；(2)第1空為4.9；第2空為；第3空為
【分析】(1)根據量程正確對電流表讀數，依據串并聯電路特點和歐姆定律求解電流表內阻；
(2)依據電壓表改裝原理，結合歐姆定律求解分壓電阻；根據閉合電路歐姆定律推導出函數關系，結合圖像截距、斜率求解電動勢和內阻。
（1）[1]電流表最小刻度為，故電流表讀數為；
[2]根據串并聯知識可得
解得
（2）[1]根據串并聯知識可得
解得
[2][3]由閉合電路的歐姆定律得
整理得
由圖示圖像可知，圖像的斜率
縱軸截距
解得
電源電動勢
11．（2024高二上·天心開學考）近年來以比亞迪為代表的新能源汽車得到了空前發展，然而使用新能源的車主發現新舊電池不能混用，更換電池時須整體更換，成本高昂。某學習小組為了弄清新舊電池不能混用的原因，利用普通5號堿性電池做了如下模擬實驗。實驗器材如下：
新舊5號堿性電池若干；
靈敏電流計G一個（量程0~2mA，內阻為10Ω）；
電流表A一個（量程0~0.3A，內阻為2Ω）；
滑動變阻器（阻值0~20Ω）；
電阻箱（阻值0~9999Ω）；
開關、導線若干。
（1）小王同學用上述器材分別測量5號堿性電池A、B的電源電動勢和內阻（每次測量一節電池）。首先他把靈敏電流計和電阻箱串聯改裝成2V的電壓表，電阻箱應調至　 　Ω。
（2）改裝完成后，設計了圖甲所示的電路進行實驗；利用實驗數據作出了圖乙所示的U-I圖像。圖乙中有可能是舊電池的是　 　（選填“A”或“B”），其電動勢為　 　V，內阻為　 　Ω（結果保留兩位有效數字）。
（3）小趙同學對標有“2.5V，0.3W”的小燈泡描繪出了伏安特性曲線如乙圖中的C所示。若將上述A、B兩節電池串聯起來為該小燈泡供電，則該電池組的發熱功率為　 　W（結果保留兩位有效數字）。由此他們推測新舊電池不能混用的原因可能是混用后電池內阻消耗的功率很大。
【答案】990；A；1.40；26；0.14
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
12．（2024高三上·綿陽開學考）某學習興趣小組將銅片和鋅片磨光后分別平行插入番茄和土豆制成果蔬電池進行實驗探究。實驗電路如圖甲所示，實驗中用到的電流傳感器和電壓傳感器都可看成理想電表，經實驗采集數據并正確分析計算后得到的電池參數見表中數據。
電池 電動勢 E（V） 內阻r（Ω）
番茄 0.6959 291.81
土豆 0.7549 559.59
（1）在進行實驗時，應選用最大阻值為 （填正確答案標號）的電阻箱。
A．99.99 Ω B．999.9 Ω C．9 999 Ω
（2）番茄電池把2C的正電荷在電源內部從負極搬運到正極，非靜電力所做的功為　 　J（結果保留兩位小數）。
（3）對實驗過程的表述，下列說法正確的是 （填正確答案標號）。
A．連接電路時開關應該處于斷開狀態
B．電壓傳感器的讀數就是電動勢值
C．若電阻箱的阻值R不斷增大，電壓傳感器的示數隨阻值R變化呈線性變化
D．為了完成電動勢和內阻的測量，圖甲電路可以不用電流傳感器，只用電壓傳感器和電阻箱就可以完成實驗
（4）圖甲電路可以不用電壓傳感器，只用電流傳感器和電阻箱就可以完成實驗，實驗過程中多次改變電阻箱的阻值R、測量對應的電流I并分別繪制出番茄電池和土豆電池的關系圖線如圖乙所示，其中土豆電池對應的圖線為　 　（填“①”或“②”）。
（5）下列對圖乙的分析正確的是 （填正確答案標號）。
A．圖線的斜率表示電源的電動勢的倒數
B．圖線的斜率表示電源的電動勢
C．圖線的縱截距表示電源的內阻
D．圖線①②的交點表示兩電源的路端電壓相等
【答案】（1）B
（2）1.39
（3）A；D
（4）①
（5）B；D
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
13．（2024高三上·江西月考）“圓夢”小組同學在物理實驗室進行電學實驗探究，老師給出的實驗器材如下：
電流表G（量程1mA，內阻約為幾十歐）
電阻箱（最大阻值999.9Ω）
電阻箱（最大阻值99.9Ω）
滑動變阻器R（最大阻值4kΩ）
電池組（電動勢約3V，內阻未知）
導線、開關若干
（1）有同學設計了如圖所示的電路測量電流表G的內阻，請完成以下實驗內容：
①把滑動變阻器R滑片調到　 　端（選填“a”或“b”）；
②閉合開關，斷開開關，調節滑動變阻器R的阻值，使電流表滿偏；
③保持滑動變阻器的滑片不動，閉合開關，調節電阻箱的阻值，當時，電流表G的指針恰好指在滿偏刻度的處，由此可知電流表G的內阻測量值為　 　，該測量值與真實值相比　 　（選填“偏大”“相等”或“偏小”）。
（2）小組同學利用該電路圖測量電源的電動勢和內阻，先把電阻箱的阻值調到較小值，把滑動變阻器換成電阻箱，閉合開關，改變的阻值，記錄電流表G的示數I，得到一系列的數據，作出圖像，若得到圖像的斜率為k，縱截距為b，則電源電動勢　 　內阻　 　（均用、、b、k表示）
【答案】（1）；80.0；偏小
（2）；
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
【解析】 【解答】（1）①電流表G的量程很小，為了保護電流表，主干電路電流就必須較小，根據歐姆定律得電壓一定，電阻越大，電流越小，滑動變阻器連入電路中電阻要較大，故滑動變阻器滑片調到端。
③根據并聯電路特點，有
解得
實驗操作過程保持滑動變阻器的滑片不動，認為閉合開關前后回路中電流不變，實際上回路中總電阻會變小，總電流會變大，電阻箱中流過的電流大于測量值小于真實值。
（2）根據閉合電路歐姆定律，電動勢除以總電阻等于總電流，有
根據 變形得到對應的類似一次函數表達式，
結合題意有
解得
【分析】（1）電流表G的量程很小，為了防止電流電流過大，滑動變阻器阻值要調到較大；根據并聯電路支路電流相等的特點列式求解；
（2）根據閉合電路歐姆定律，得到 的函數關系式，對比一次函數得到圖像的斜率以及截距的表達式從而求解。
（1）①[1]電流表G的量程很小，為了保護電流表，主干電路電流就必須較小，根據歐姆定律得滑動變阻器連入電路中電阻要較大，故滑動變阻器滑片調到端。
③[2][3]根據并聯電路特點，有
解得
實驗操作過程保持滑動變阻器的滑片不動，認為閉合開關前后回路中電流不變，實際上回路中總電阻會變小，總電流會變大，電阻箱中流過的電流大于測量值小于真實值。
（2）[1][2]根據閉合電路歐姆定律，有
變形得
結合題意有
解得
14．（2024高一下·惠山期末）在“測量一節干電池的電動勢和內阻”實驗中，電路圖如圖，可選用的實驗器材有：
電壓表V1（量程3V）；電壓表V2（量程15V）；
電流表A1（量程0.6A）；電流表A2（量程3A）；
滑動變阻器R1（最大阻值20Ω）；滑動變阻器R2（最大阻值300Ω）；
干電池；開關S；導線若干；
（1）選擇合適的器材：電壓表應選　 　，電流表應選　 　，滑動變阻器應選　 　（填寫所選器材前的符號）
（2）測得的7組數據已標在如圖所示坐標系上，用作圖法求干電池的電動勢　 　V和內阻　 　Ω。（注意縱坐標未從0開始）
（3）兩個實驗小組用不同的電池完成了上述的實驗后，發現各電池電動勢相同，只是內阻有差異．同學們選擇了內阻差異較大的甲、乙兩個電池進一步探究電池的內阻熱功率P隨路端電壓U變化的關系，畫出了圖3所示的P－U圖像。已知甲電池組的內阻較大，則下列各圖中可能正確的是　 　。
（4）按照圖1的測量方法，某同學利用圖像分析由電表內電阻引起的實驗誤差。在圖4中，實線是根據實驗數據描點作圖得到的U-I圖像；虛線是該電源的路端電壓U隨電流I變化的U-I圖像（沒有電表內電阻影響的理想情況）。下列圖像中哪一個是該實驗的分析　 　
（5）圖4中虛線U(I)的函數解析式是，如果考慮電表內阻影響，圖4實線U(I)的函數解析式是U=　 　·I+　 　。（解析式中可能用到的物理量：電源電動勢E，內阻r，電壓表內阻RV，電流表內阻RA）
【答案】（1）；；
（2）1.50；1.04
（3）B
（4）A
（5）；
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
【解析】【解析】（1）由干電池的電動勢大約1.5V，根據電動勢的大小可以判別電壓表應選擇量程為3V的；一節干電池的內阻大約，根據歐姆定律則回路的最大電流為1.5A，為了讀數的準確則電流表應選擇量程為的；
根據歐姆定律則：電路中的最大電阻約為
根據回路中的最大電阻，則滑動變阻器選擇。
（2）根據圖中的坐標點，利用直線對坐標點進行連接，如圖所示
根據閉合電路歐姆定律可得
根據圖像縱截距可知干電池的電動勢為
根據圖像斜率可以得出：干電池的內阻為
（3）根據熱功率的表達式結合閉合電路的歐姆定律有：
同構表達式可以得出：P與U為二次函數關系，開口向上，當U=0時，縱軸截距為，由于電動勢相同，內阻越大，截距越小，已知乙電池組的內阻較小，則甲的縱軸截距較大，所以對應正確的圖像為B，故B正確，ACD錯誤。
故選B。
（4）由于圖中的電路圖誤差主要來自于電壓表的分流作用，電壓表的分流作用會導致電動勢和內阻偏小，所以實線對應的縱截距和斜率都偏小，故對應圖4的U-I圖像是A。
（5）根據閉合電路的歐姆定律有：
轉換表達式可以得出：
【分析】（1）利用電動勢的大小可以判別電壓表的量程；利用歐姆定律可以求出最大電路進而判別電流表的量程；利用歐姆定律可以求出最大電阻進而判別滑動變阻器的阻值；
（2）利用圖線連接個坐標點，利用圖線斜率可以求出內阻的大小，利用截距可以求出電動勢的大小；
（3）利用閉合電路的歐姆定律結合熱功率的表達式可以求出功率和電壓的關系圖，進而求出對應的圖線；
（4）利用電壓表的分流作用可以判別電動勢和內阻偏小，進而判別截距和斜率偏小；
（5）利用閉合電路的歐姆定律可以求出電壓和電流的關系式。
15．（2024高二下·江西月考）某實驗小組想要測量一電源的電動勢和內阻，選用合適的器材設計了如圖所示的電路，圖中是阻值約為幾歐的定值電阻，選用的器材有：電流表（量程，內阻未知）；電流表（量程，內阻）；定值電阻；滑動變阻器（）；定值電阻；待測電源（電動勢約為）；開關、單刀雙擲開關，導線若干．
（1）電路中電表①應選擇電流表　 　（填“”或“”）；電表②應選擇另一個電流表；與電表②串聯，將電表②改裝成量程為　 　的電壓表．
（2）將滑動變阻器接入電路的電阻調到最大，將開關合向1，調節滑動變阻器滑片，使兩電表的指針均偏轉較大，記錄這時電表①、②的示數、，保持滑動變阻器滑片位置不變，再將開關合向2，記錄這時電表①、②的示數、，則電阻　 　（用、、、、及表示）．
（3）保持合向2，多次調節滑動變阻器，測得多組電表①、②的示數、，作圖像，得到圖像的斜率絕對值為，圖像與縱軸的截距為，則被測電源的電動勢　 　，電源的內阻　 　（用、、、、表示）．
【答案】（1）；3
（2）
（3）；
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
【解析】【解答】（1）電路中電表①應選擇電流表A1，改裝的電流表量程為
故答案為：A1，3
（2）根據題意可知
故答案為：
（3）根據閉合電路歐姆定律
可得
根據題意
解得
故答案為： ， 。
【分析】對電路圖進行分析，結合閉合電路歐姆定律進行分析列出方程式進行化簡整理。
四、直擊高考 達成素養
16．（2024·甘肅）精確測量干電池電動勢和內阻需要考慮電表內阻的影響。可用器材有：電壓表（量程1.5V，內阻約為）、電流表（量程0.6A）、滑動變阻器、開關、干電池和導線若干。某小組開展了以下實驗。
（1）考慮電流表內阻影響
①用圖1所示電路測量電流表的內阻。從圖2電壓表和電流表讀數可得電流表內阻　 　（保留2位有效數字）。
②用圖3所示電路測量干電池電動勢和內阻。電壓表讀數、電流表讀數、干電池內阻和電流表內阻分別用U、I、r和表示．則干電池電動勢　 　（用I、r和表示）．
③調節滑動變阻器測得多組電表讀數，作出圖4所示的圖像。則待測干電池電動勢　 　V（保留3位有效數字）、內阻　 　（保留1位小數）。
（2）考慮電壓表內阻影響
該小組也嘗試用圖5所示電路測量電壓表內阻，但發現實驗無法完成。原因是____（單選，填正確答案標號）。
A．電路設計會損壞儀器 B．滑動變阻器接法錯誤
C．電壓太大無法讀數 D．電流太小無法讀數
【答案】（1）1.0；I(r+RA)；1.40；1.0
（2）D
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
【解析】【解答】（1）由圖2可知，電壓表讀數為
電流表讀數為
根據歐姆定律可得電流表內阻為
由閉合電路歐姆定律可知，干電池電動勢的表達式為
根據變形為
根據圖像可知，縱截距
斜率的絕對值
所以待測干電池電動勢為
電源內阻為
（2）由于將電壓表串聯接在電路中，電壓表內阻很大，電路中電流太小，故無法完成實驗的原因可能是電流太小無法讀數。
故選D。
故答案為：（1）①1.0；②I（r+RA）；③1.40；1.0；（2）D
【分析】（1）①由圖2讀出電壓表和電流表的讀數，根據歐姆定律求解電流表的內阻。
②根據閉合電路歐姆定律，結合U-I圖像斜率與縱截距求解。
（2）根據電路聯接結構，分析滑動變阻器的接法是否有錯誤，電壓表和電流表的示數是否有可能超過量程，根據電壓表內阻較大方向電路中的電流情況。確定無法完成實驗的原因。
17．（2023·浙江）在“測量干電池的電動勢和內阻”實驗中
（1）部分連線如圖1所示，導線a端應連接到　 　（選填“A”、“B”、“C”或“D”）接線柱上。正確連接后，某次測量中電壓表指針位置如圖2所示，其示數為　 　V。
（2）測得的7組數據已標在如圖3所示坐標系上，用作圖法求干電池的電動勢　 　V和內阻　 　Ω。（計算結果均保留兩位小數）
【答案】（1）B；1.20
（2）1.50；1.04
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
【解析】【解答】（1）根據實驗原理知，電壓表要連接在電源的兩端，因此導線a端應連接到B接線柱上；電壓表的量程是，分度值為，需要估讀到分度值的下一位，所以示數為。
（2）根據，結合圖像得：，。
故答案為：（1）B，1.20；（2）1.50，1.04
【分析】（1）根據實驗原理知電壓表測量的是外電壓，由此分析出導線a端的連接方式，根據電壓表的讀數規則得出對應的示數；
（2）根據閉合電路歐姆定律，結合圖像的物理意義得出電池電動勢和內阻。
18．（2023·湖北）某實驗小組為測量干電池的電動勢和內阻，設計了如圖（a）所示電路，所用器材如下：
電壓表（量程，內阻很大）；
電流表（量程）；
電阻箱（阻值）；
干電池一節、開關一個和導線若干。
（1）根據圖（a），完成圖（b）中的實物圖連線。
（2）調節電阻箱到最大阻值，閉合開關。逐次改變電阻箱的電阻，記錄其阻值R、相應的電流表示數I和電壓表示數U。根據記錄數據作出的圖像如圖（c）所示，則干電池的電動勢為　 　V（保留3位有效數字）、內阻為　 　（保留2位有效數字）。
（3）該小組根據記錄數據進一步探究，作出圖像如圖（d）所示。利用圖（d）中圖像的縱軸截距，結合（2）問得到的電動勢與內阻，還可以求出電流表內阻為　 　（保留2位有效數字）。
（4）由于電壓表內阻不是無窮大，本實驗干電池內阻的測量值　 　（填“偏大”或“偏小”）。
【答案】（1）
（2）1.58；0.64
（3）2.5
（4）偏小
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
【解析】【解答】（1）實物連接如圖：
（2）根據閉合電路歐姆定律得：，結合圖像得：，；
（3）根據得：，結合圖像得：，解得：；
（4）由于電壓表內阻不是無窮大，所以實驗測得的是電壓表內阻與電源內阻的并聯值，實驗中測得的電池內阻偏小。
故答案為：（1）見解答；（2）1.58，0.64；（3）2.5；（4）偏小。
【分析】（1）從電源正極開始依次連接；
（2）（3）根據閉合電路歐姆定律和圖像求解；
（4）于電壓表內阻不是無窮大，所以實驗測得的是電壓表內阻與電源內阻的并聯值。
19．（2022·天津）實驗小組測量某型號電池的電動勢和內阻。用電流表、電壓表、滑動變阻器、待測電池等器材組成如圖1所示實驗電路，由測得的實驗數據繪制成的圖像如圖2所示。
（1）圖1的電路圖為下圖中的　 　。（選填“A”或“B”）
（2）如果實驗中所用電表均視為理想電表，根據圖2得到該電池的電動勢　 　V，內阻　 　。
（3）實驗后進行反思，發現上述實驗方案存在系統誤差。若考慮到電表內阻的影響，對測得的實驗數據進行修正，在圖2中重新繪制圖線，與原圖線比較，新繪制的圖線與橫坐標軸交點的數值將　 　，與縱坐標軸交點的數值將　 　。（兩空均選填“變大”“變小”或“不變”）
【答案】（1）B
（2）4.5；1.8
（3）不變；變大
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
【解析】【解答】（1）由實物圖連接可知圖1的電路圖為下圖中的B；
（2）根據閉合電路歐姆定律有，結合圖像可得，；
（3）電壓表測的為真實值，電流表的測量值為，可見，且隨著Ir的增大，逐漸減小，修正如下：
所以新繪制的圖線與橫坐標軸交點的數值不變，與縱坐標軸交點的數值變大。
故答案為：（1）B；（2）4.5 1.8；（3）不變 變大
【分析】（1）根據實物圖連接分析判斷；
（2）根據閉合電路歐姆定律和圖像分析計算；
（3）分析電表造成的誤差分析判斷。
1 / 1電學專題實驗——《測定電池的電動勢和內阻》專項提升
一、典型例題 方法賞析
1．（2024高二上·新疆維吾爾自治區月考）如圖甲所示為某興趣小組測量電池組的電動勢和內阻的實驗電路圖，已知電池組的電動勢約3V，內阻約2Ω。現提供的器材如下：
A.電池組
B.電壓表V1（量程0～10V，內阻約10000Ω）
C.電壓表V2（量程0～3V，內阻約3000Ω）
D.電阻箱R（0~～99.9Ω）
E.定值電阻R1=20Ω
F.定值電阻R2=1000Ω
G.開關和導線若干
依據實驗室提供的器材和實驗電路圖，回答下列問題：
（1）如果要準確測量電源的電動勢和內阻，電壓表V應選　 　，定值電阻R0應選　 　（填寫儀器前面的字母序號）。
（2）改變電阻箱的阻值R，記錄對應電壓表的讀數U，作出的圖像如圖乙所示，圖線與橫、縱坐標軸的截距分別為-b、a，定值電阻的阻值用R0表示，則可得該電池組的電動勢為　 　，內阻為　 　（用題目所給物理量的字母表示）。
（3）第（2）問中，利用圖乙計算的電源電動勢和內阻均存在系統誤差，產生系統誤差的原因是　 　。
2．（2024高二上·樂平月考）為了測量一節干電池的電動勢和內阻，某同學采用了伏安法，現備有下列器材：
A．被測干電池一節；
B．電流表1：量程0~0.6 A，內阻r＝0.3 Ω；
C．電流表2：量程0~0.6 A，內阻約為0.2 Ω；
D．電壓表1：量程0~3 V，內阻未知；
E．電壓表2：量程0~15 V，內阻未知；
F．滑動變阻器1：0~10 Ω，3 A；
G．滑動變阻器2：0~100 Ω，0.5 A；
H.開關、導線若干。
利用伏安法測電池電動勢和內阻的實驗中，由于電流表和電壓表內阻的影響，測量結果存在系統誤差。在現有器材的條件下，要盡可能準確地測量電池的電動勢和內阻。
（1）在上述器材中請選擇適當的器材：電流表選用　 　滑動變阻器選用 　 　；（填寫選項前的字母）
（2）實驗電路圖應選擇圖中的　 　（選填“甲”或“乙”）；
（3）根據實驗中電流表和電壓表的示數得到了如圖丙所示的圖像，則干電池的電動勢E＝　 　V，內電阻r＝　 　Ω。（結果保留兩位有效數字）
3．（2024高二下·東坡期末）為了測定一節干電池的電動勢和內電阻，現準備了下列器材：
①待測干電池E（電動勢約1.5V，內阻約為1.0Ω）
②電流表G（滿偏電流3.0mA，內阻0.10Ω）
③安培表A（量程0~0.60A，內阻0.10Ω）
④滑動變阻器R1（0~20Ω，2A）
⑤滑動變阻器R2（0~1000Ω，1A）
⑥定值電阻R3=990Ω
⑦開關和導線若干。
（1）為了能盡量準確地進行測量，也為了操作方便，實驗中應選用的滑動變阻器是　 　（填儀器代號）；
（2）請用鉛筆在圖實甲所示的方框中畫出實驗電路原理圖，并注明器材的字母代號　 　；
（3）圖乙所示為某同學根據正確的電路圖作出的I1-I2圖線（I1為電流表G的示數，I2為安培表A的示數），由該圖線可求出被測干電池的電動勢E=　 　V，內電阻r=　 　Ω
4．（2024高二下·杭州月考）
（1）用如圖甲電路測定兩節串聯干電池的電動勢和內阻，在乙圖中實物正確連接　 　。
（2）正確連接線路進行實驗，調整變阻器，電壓表和電流表讀數如圖所示，　 　V，　 　A
（3）經過測定，兩節電池總電動勢和總內阻最接近的一組是____。
A． B． C． D．
（4）由于電表內阻的影響，測定的電動勢比真實值　 　（填“大”或者“小”）
二、夯實基礎 提升能力
5．（2024高二上·竹溪月考）某同學利用電壓表和電阻箱測定干電池的電動勢和內阻，使用的器材還包括定值電阻（）一個、開關兩個、導線若干．電路圖如圖所示；
①在圖中，已正確連接了部分電路，請完成余下電路的連接　 　．
②請完成下列主要實驗步驟：
A．檢查并調節電壓表指針指零；調節電阻箱，示數如圖所示，讀得電阻值是　 　；
B．將開關S1閉合，開關S2斷開，電壓表的示數是1.49 V；
C．將開關S2　 　，電壓表的示數是1.16 V；斷開開關S1．
③使用測得的數據，計算出干電池的內阻是　 　（計算結果保留兩位有效數字）．
6．（2024高二上·臨湘月考）在實驗室內要測量一節干電池（電動勢約為1.5V，內阻小于）的電動勢和內阻，實驗室提供的用于實驗的器材除了開關、導線外，還有：電壓表（0~3V）、電流表（0~0.6A）、滑動變阻器（）、定值電阻（阻值）
（1）按照電路圖進行實驗，測量得到7組U、I數據，在圖像中描點、畫圖，得到的圖像如圖所示，由圖像可得被測電池的電動勢　 　V，電池內電阻　 　。（結果均保留2位小數）
（2）由于實驗存在誤差，導致電動勢和內電阻的測量值相對于真實值都有偏差，通過分析可知，　 　，　 　。（選填“大于”、“小于”或“等于”）
7．（2024高二上·云溪月考）用DIS（電流傳感器，內阻可忽略）測電源電動勢和內阻的電路如圖甲所示，R0為一定值電阻。
（1）調節電阻箱R，記錄電阻箱接入電路的阻值R和相應的電流I，將測得數據以R為橫坐標，以　 　為縱坐標，經計算機擬合得到如圖乙所示圖像，由圖線可得該電源電動勢為　 　V；
（2）現有三個相同規格的小燈泡A、B、C，將它們與圖甲中電源按圖丙所示電路相連，此種燈泡的I-U特性曲線如圖丁所示，C燈泡兩端電壓為2.0V，則電源內阻r=　 　Ω，圖甲中定值電阻R0=　 　Ω，電源的輸出功率為　 　W。
8．（2024高二上·平湖月考）某研究小組對銘牌如圖一所示的移動電源進行研究，設計的實驗電路如圖二，電源內阻不超過1Ω，除開關和若干導線外，可選用的其他實驗器材有：
A．電壓表（量程0~6V，內阻未知）；
B．毫安表（量程0~3mA，內阻Rg=99.5Ω）
C．定值電阻（阻值0.5Ω）；
D．定值電阻（阻值5Ω）
E．滑動變阻器（阻值范圍）；
F．滑動變阻器（阻值范圍）
（1）為準確、方便地測出該移動電源的內阻，定值電阻R1應選擇　 　，定值電阻R2應選擇　 　，滑動變阻器R應選擇　 　（填相應器材前的字母標號）；
（2）根據實驗室提供的器材，電壓表應接在　 　（選填“a”、“b”）處。
（3）該組同學實驗前進行了理論分析，電壓表接在a、b點對應的電壓表示數U與改裝電流表的示數I的U–I圖像應如圖三所示，圖像的延長線與軸交于、、、，電動勢可表示為　 　；（結果選用、、、、、、R其中的字母表示）；
三、思維提升 創新應用
9．（2024高二上·宜城月考）某同學為了測量某一節干電池的電動勢和內阻，進行了以下操作：
（1）該同學首先用多用電表的直流2.5V擋粗略測量該節干電池的電動勢，電表指針如圖甲所示，則該電表讀數為　 　V。
（2）該同學認為用多用電表測量誤差較大，為了能比較準確地進行測量，他利用部分實驗器材進行了如下實驗：
A．待測干電池
B．電流表G（滿偏電流2.0mA，內阻為100）
C．電流表A（量程0~0.6A，內阻約為1）
D．滑動變阻器R1（0~10，額定電流為2A）
E．滑動變阻器R2（0~1k，額定電流為1A）
F．電阻箱R0（阻值為9999.9）
G．開關一個，導線若干
為了能比較準確地進行測量，根據要求回答下列問題：
①實驗中滑動變阻器R，應選　 　（填“R1”、或“R2”）；
②為了操作方便，需利用電流表G和電阻箱改裝成量程為2V的電壓表，需　 　（填“串聯”或“并聯”）阻值R=　 　的電阻箱；
③該同學畫出實驗電路圖如圖乙所示；
④如圖丙所示是該同學根據正確的實驗得到的數據作出的圖線，其中縱坐標I1為電流表G的示數，橫坐標I2為電流表A的示數。由圖可知，被測干電池的電動勢為E=　 　V，內阻為r=　 　（結果均保留兩位有效數字）。
10．（2024高二上·重慶市開學考）某同學根據實驗室提供的器材組成如圖1所示電路，測電源電動勢和內阻并同時測量電流表的內阻。所用器材：電源為兩節干電池，電流表（量程，內阻），電流表（量程），電阻箱，滑動變阻器，開關和單刀雙擲開關、，導線若干。
（1）實驗時，先將接1，接3，滑動變阻器接入電路的電阻調到最大，閉合開關，調節、，使電流表、的指針偏轉均較大，若這時示數為、電流表的示數如圖2所示，則電流表的示數為　 　；若這時電阻箱接入電路的電阻為，則電流表的內阻　 　用、、表示。
（2）將開關接2，開關接4，將電流表改裝成量程為3V的電壓表，則電阻箱接入電路的電阻　 　多次調節滑動變阻器，測得多組電流表、的示數、，作圖像，得到圖像與縱軸的截距為b，圖像斜率的絕對值為k，則得到電源的電動勢　 　，內阻　 　后兩空用b、k、、、中的符號表示。
11．（2024高二上·天心開學考）近年來以比亞迪為代表的新能源汽車得到了空前發展，然而使用新能源的車主發現新舊電池不能混用，更換電池時須整體更換，成本高昂。某學習小組為了弄清新舊電池不能混用的原因，利用普通5號堿性電池做了如下模擬實驗。實驗器材如下：
新舊5號堿性電池若干；
靈敏電流計G一個（量程0~2mA，內阻為10Ω）；
電流表A一個（量程0~0.3A，內阻為2Ω）；
滑動變阻器（阻值0~20Ω）；
電阻箱（阻值0~9999Ω）；
開關、導線若干。
（1）小王同學用上述器材分別測量5號堿性電池A、B的電源電動勢和內阻（每次測量一節電池）。首先他把靈敏電流計和電阻箱串聯改裝成2V的電壓表，電阻箱應調至　 　Ω。
（2）改裝完成后，設計了圖甲所示的電路進行實驗；利用實驗數據作出了圖乙所示的U-I圖像。圖乙中有可能是舊電池的是　 　（選填“A”或“B”），其電動勢為　 　V，內阻為　 　Ω（結果保留兩位有效數字）。
（3）小趙同學對標有“2.5V，0.3W”的小燈泡描繪出了伏安特性曲線如乙圖中的C所示。若將上述A、B兩節電池串聯起來為該小燈泡供電，則該電池組的發熱功率為　 　W（結果保留兩位有效數字）。由此他們推測新舊電池不能混用的原因可能是混用后電池內阻消耗的功率很大。
12．（2024高三上·綿陽開學考）某學習興趣小組將銅片和鋅片磨光后分別平行插入番茄和土豆制成果蔬電池進行實驗探究。實驗電路如圖甲所示，實驗中用到的電流傳感器和電壓傳感器都可看成理想電表，經實驗采集數據并正確分析計算后得到的電池參數見表中數據。
電池 電動勢 E（V） 內阻r（Ω）
番茄 0.6959 291.81
土豆 0.7549 559.59
（1）在進行實驗時，應選用最大阻值為 （填正確答案標號）的電阻箱。
A．99.99 Ω B．999.9 Ω C．9 999 Ω
（2）番茄電池把2C的正電荷在電源內部從負極搬運到正極，非靜電力所做的功為　 　J（結果保留兩位小數）。
（3）對實驗過程的表述，下列說法正確的是 （填正確答案標號）。
A．連接電路時開關應該處于斷開狀態
B．電壓傳感器的讀數就是電動勢值
C．若電阻箱的阻值R不斷增大，電壓傳感器的示數隨阻值R變化呈線性變化
D．為了完成電動勢和內阻的測量，圖甲電路可以不用電流傳感器，只用電壓傳感器和電阻箱就可以完成實驗
（4）圖甲電路可以不用電壓傳感器，只用電流傳感器和電阻箱就可以完成實驗，實驗過程中多次改變電阻箱的阻值R、測量對應的電流I并分別繪制出番茄電池和土豆電池的關系圖線如圖乙所示，其中土豆電池對應的圖線為　 　（填“①”或“②”）。
（5）下列對圖乙的分析正確的是 （填正確答案標號）。
A．圖線的斜率表示電源的電動勢的倒數
B．圖線的斜率表示電源的電動勢
C．圖線的縱截距表示電源的內阻
D．圖線①②的交點表示兩電源的路端電壓相等
13．（2024高三上·江西月考）“圓夢”小組同學在物理實驗室進行電學實驗探究，老師給出的實驗器材如下：
電流表G（量程1mA，內阻約為幾十歐）
電阻箱（最大阻值999.9Ω）
電阻箱（最大阻值99.9Ω）
滑動變阻器R（最大阻值4kΩ）
電池組（電動勢約3V，內阻未知）
導線、開關若干
（1）有同學設計了如圖所示的電路測量電流表G的內阻，請完成以下實驗內容：
①把滑動變阻器R滑片調到　 　端（選填“a”或“b”）；
②閉合開關，斷開開關，調節滑動變阻器R的阻值，使電流表滿偏；
③保持滑動變阻器的滑片不動，閉合開關，調節電阻箱的阻值，當時，電流表G的指針恰好指在滿偏刻度的處，由此可知電流表G的內阻測量值為　 　，該測量值與真實值相比　 　（選填“偏大”“相等”或“偏小”）。
（2）小組同學利用該電路圖測量電源的電動勢和內阻，先把電阻箱的阻值調到較小值，把滑動變阻器換成電阻箱，閉合開關，改變的阻值，記錄電流表G的示數I，得到一系列的數據，作出圖像，若得到圖像的斜率為k，縱截距為b，則電源電動勢　 　內阻　 　（均用、、b、k表示）
14．（2024高一下·惠山期末）在“測量一節干電池的電動勢和內阻”實驗中，電路圖如圖，可選用的實驗器材有：
電壓表V1（量程3V）；電壓表V2（量程15V）；
電流表A1（量程0.6A）；電流表A2（量程3A）；
滑動變阻器R1（最大阻值20Ω）；滑動變阻器R2（最大阻值300Ω）；
干電池；開關S；導線若干；
（1）選擇合適的器材：電壓表應選　 　，電流表應選　 　，滑動變阻器應選　 　（填寫所選器材前的符號）
（2）測得的7組數據已標在如圖所示坐標系上，用作圖法求干電池的電動勢　 　V和內阻　 　Ω。（注意縱坐標未從0開始）
（3）兩個實驗小組用不同的電池完成了上述的實驗后，發現各電池電動勢相同，只是內阻有差異．同學們選擇了內阻差異較大的甲、乙兩個電池進一步探究電池的內阻熱功率P隨路端電壓U變化的關系，畫出了圖3所示的P－U圖像。已知甲電池組的內阻較大，則下列各圖中可能正確的是　 　。
（4）按照圖1的測量方法，某同學利用圖像分析由電表內電阻引起的實驗誤差。在圖4中，實線是根據實驗數據描點作圖得到的U-I圖像；虛線是該電源的路端電壓U隨電流I變化的U-I圖像（沒有電表內電阻影響的理想情況）。下列圖像中哪一個是該實驗的分析　 　
（5）圖4中虛線U(I)的函數解析式是，如果考慮電表內阻影響，圖4實線U(I)的函數解析式是U=　 　·I+　 　。（解析式中可能用到的物理量：電源電動勢E，內阻r，電壓表內阻RV，電流表內阻RA）
15．（2024高二下·江西月考）某實驗小組想要測量一電源的電動勢和內阻，選用合適的器材設計了如圖所示的電路，圖中是阻值約為幾歐的定值電阻，選用的器材有：電流表（量程，內阻未知）；電流表（量程，內阻）；定值電阻；滑動變阻器（）；定值電阻；待測電源（電動勢約為）；開關、單刀雙擲開關，導線若干．
（1）電路中電表①應選擇電流表　 　（填“”或“”）；電表②應選擇另一個電流表；與電表②串聯，將電表②改裝成量程為　 　的電壓表．
（2）將滑動變阻器接入電路的電阻調到最大，將開關合向1，調節滑動變阻器滑片，使兩電表的指針均偏轉較大，記錄這時電表①、②的示數、，保持滑動變阻器滑片位置不變，再將開關合向2，記錄這時電表①、②的示數、，則電阻　 　（用、、、、及表示）．
（3）保持合向2，多次調節滑動變阻器，測得多組電表①、②的示數、，作圖像，得到圖像的斜率絕對值為，圖像與縱軸的截距為，則被測電源的電動勢　 　，電源的內阻　 　（用、、、、表示）．
四、直擊高考 達成素養
16．（2024·甘肅）精確測量干電池電動勢和內阻需要考慮電表內阻的影響。可用器材有：電壓表（量程1.5V，內阻約為）、電流表（量程0.6A）、滑動變阻器、開關、干電池和導線若干。某小組開展了以下實驗。
（1）考慮電流表內阻影響
①用圖1所示電路測量電流表的內阻。從圖2電壓表和電流表讀數可得電流表內阻　 　（保留2位有效數字）。
②用圖3所示電路測量干電池電動勢和內阻。電壓表讀數、電流表讀數、干電池內阻和電流表內阻分別用U、I、r和表示．則干電池電動勢　 　（用I、r和表示）．
③調節滑動變阻器測得多組電表讀數，作出圖4所示的圖像。則待測干電池電動勢　 　V（保留3位有效數字）、內阻　 　（保留1位小數）。
（2）考慮電壓表內阻影響
該小組也嘗試用圖5所示電路測量電壓表內阻，但發現實驗無法完成。原因是____（單選，填正確答案標號）。
A．電路設計會損壞儀器 B．滑動變阻器接法錯誤
C．電壓太大無法讀數 D．電流太小無法讀數
17．（2023·浙江）在“測量干電池的電動勢和內阻”實驗中
（1）部分連線如圖1所示，導線a端應連接到　 　（選填“A”、“B”、“C”或“D”）接線柱上。正確連接后，某次測量中電壓表指針位置如圖2所示，其示數為　 　V。
（2）測得的7組數據已標在如圖3所示坐標系上，用作圖法求干電池的電動勢　 　V和內阻　 　Ω。（計算結果均保留兩位小數）
18．（2023·湖北）某實驗小組為測量干電池的電動勢和內阻，設計了如圖（a）所示電路，所用器材如下：
電壓表（量程，內阻很大）；
電流表（量程）；
電阻箱（阻值）；
干電池一節、開關一個和導線若干。
（1）根據圖（a），完成圖（b）中的實物圖連線。
（2）調節電阻箱到最大阻值，閉合開關。逐次改變電阻箱的電阻，記錄其阻值R、相應的電流表示數I和電壓表示數U。根據記錄數據作出的圖像如圖（c）所示，則干電池的電動勢為　 　V（保留3位有效數字）、內阻為　 　（保留2位有效數字）。
（3）該小組根據記錄數據進一步探究，作出圖像如圖（d）所示。利用圖（d）中圖像的縱軸截距，結合（2）問得到的電動勢與內阻，還可以求出電流表內阻為　 　（保留2位有效數字）。
（4）由于電壓表內阻不是無窮大，本實驗干電池內阻的測量值　 　（填“偏大”或“偏小”）。
19．（2022·天津）實驗小組測量某型號電池的電動勢和內阻。用電流表、電壓表、滑動變阻器、待測電池等器材組成如圖1所示實驗電路，由測得的實驗數據繪制成的圖像如圖2所示。
（1）圖1的電路圖為下圖中的　 　。（選填“A”或“B”）
（2）如果實驗中所用電表均視為理想電表，根據圖2得到該電池的電動勢　 　V，內阻　 　。
（3）實驗后進行反思，發現上述實驗方案存在系統誤差。若考慮到電表內阻的影響，對測得的實驗數據進行修正，在圖2中重新繪制圖線，與原圖線比較，新繪制的圖線與橫坐標軸交點的數值將　 　，與縱坐標軸交點的數值將　 　。（兩空均選填“變大”“變小”或“不變”）
答案解析部分
1．【答案】（1）C；E
（2）；
（3）由于電壓表的分流引起
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
2．【答案】（1）B；F
（2）甲
（3）1.5；0.70
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
3．【答案】④或；；1.45±0.01；0.90±0.01
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
4．【答案】（1）
（2）2.50；0.46
（3）B
（4）小
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
【解析】【解答】（1）按照實物圖連接如圖所示
（2）由圖可知，電壓表量程為0-3V，電流表量程為0-0.6A，故電壓表示數為2.50V，電流表讀數為0.46A；
（3）根據閉合電路歐姆定律
兩節電池電動勢和總內阻最接近，；
（4）由圖可知，當外電路短路時，電流的測量值等于真實值，且由于電壓表的分流作用，電流的測量值小于真實值，故電動勢小于真實值。
【分析】（2）根據電表的量程，結合表盤示數可得出電流和電壓的大小；（3）利用閉合電路歐姆定律的表達式可得出結論。
5．【答案】；20Ω；閉合；0.69Ω
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
6．【答案】1.45；0.30；小于；小于
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
7．【答案】；3；；；1.5
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
8．【答案】（1）C；D；E
（2）b
（3）
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
9．【答案】（1）1.20
（2）R1；串聯；900；1.4；0.67
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
10．【答案】（1）0.26；
（2）4.9；；
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
【解析】[解答]（1）電流表最小刻度為，故電流表讀數為；根據串并聯知識可得
解得
（2）根據串并聯知識可得
解得
由閉合電路的歐姆定律得
整理得
由圖示圖像可知，圖像的斜率
縱軸截距
解得
電源電動勢
綜上(1)第1空為0.26；第2空為；(2)第1空為4.9；第2空為；第3空為
【分析】(1)根據量程正確對電流表讀數，依據串并聯電路特點和歐姆定律求解電流表內阻；
(2)依據電壓表改裝原理，結合歐姆定律求解分壓電阻；根據閉合電路歐姆定律推導出函數關系，結合圖像截距、斜率求解電動勢和內阻。
（1）[1]電流表最小刻度為，故電流表讀數為；
[2]根據串并聯知識可得
解得
（2）[1]根據串并聯知識可得
解得
[2][3]由閉合電路的歐姆定律得
整理得
由圖示圖像可知，圖像的斜率
縱軸截距
解得
電源電動勢
11．【答案】990；A；1.40；26；0.14
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
12．【答案】（1）B
（2）1.39
（3）A；D
（4）①
（5）B；D
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
13．【答案】（1）；80.0；偏小
（2）；
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
【解析】 【解答】（1）①電流表G的量程很小，為了保護電流表，主干電路電流就必須較小，根據歐姆定律得電壓一定，電阻越大，電流越小，滑動變阻器連入電路中電阻要較大，故滑動變阻器滑片調到端。
③根據并聯電路特點，有
解得
實驗操作過程保持滑動變阻器的滑片不動，認為閉合開關前后回路中電流不變，實際上回路中總電阻會變小，總電流會變大，電阻箱中流過的電流大于測量值小于真實值。
（2）根據閉合電路歐姆定律，電動勢除以總電阻等于總電流，有
根據 變形得到對應的類似一次函數表達式，
結合題意有
解得
【分析】（1）電流表G的量程很小，為了防止電流電流過大，滑動變阻器阻值要調到較大；根據并聯電路支路電流相等的特點列式求解；
（2）根據閉合電路歐姆定律，得到 的函數關系式，對比一次函數得到圖像的斜率以及截距的表達式從而求解。
（1）①[1]電流表G的量程很小，為了保護電流表，主干電路電流就必須較小，根據歐姆定律得滑動變阻器連入電路中電阻要較大，故滑動變阻器滑片調到端。
③[2][3]根據并聯電路特點，有
解得
實驗操作過程保持滑動變阻器的滑片不動，認為閉合開關前后回路中電流不變，實際上回路中總電阻會變小，總電流會變大，電阻箱中流過的電流大于測量值小于真實值。
（2）[1][2]根據閉合電路歐姆定律，有
變形得
結合題意有
解得
14．【答案】（1）；；
（2）1.50；1.04
（3）B
（4）A
（5）；
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
【解析】【解析】（1）由干電池的電動勢大約1.5V，根據電動勢的大小可以判別電壓表應選擇量程為3V的；一節干電池的內阻大約，根據歐姆定律則回路的最大電流為1.5A，為了讀數的準確則電流表應選擇量程為的；
根據歐姆定律則：電路中的最大電阻約為
根據回路中的最大電阻，則滑動變阻器選擇。
（2）根據圖中的坐標點，利用直線對坐標點進行連接，如圖所示
根據閉合電路歐姆定律可得
根據圖像縱截距可知干電池的電動勢為
根據圖像斜率可以得出：干電池的內阻為
（3）根據熱功率的表達式結合閉合電路的歐姆定律有：
同構表達式可以得出：P與U為二次函數關系，開口向上，當U=0時，縱軸截距為，由于電動勢相同，內阻越大，截距越小，已知乙電池組的內阻較小，則甲的縱軸截距較大，所以對應正確的圖像為B，故B正確，ACD錯誤。
故選B。
（4）由于圖中的電路圖誤差主要來自于電壓表的分流作用，電壓表的分流作用會導致電動勢和內阻偏小，所以實線對應的縱截距和斜率都偏小，故對應圖4的U-I圖像是A。
（5）根據閉合電路的歐姆定律有：
轉換表達式可以得出：
【分析】（1）利用電動勢的大小可以判別電壓表的量程；利用歐姆定律可以求出最大電路進而判別電流表的量程；利用歐姆定律可以求出最大電阻進而判別滑動變阻器的阻值；
（2）利用圖線連接個坐標點，利用圖線斜率可以求出內阻的大小，利用截距可以求出電動勢的大小；
（3）利用閉合電路的歐姆定律結合熱功率的表達式可以求出功率和電壓的關系圖，進而求出對應的圖線；
（4）利用電壓表的分流作用可以判別電動勢和內阻偏小，進而判別截距和斜率偏小；
（5）利用閉合電路的歐姆定律可以求出電壓和電流的關系式。
15．【答案】（1）；3
（2）
（3）；
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
【解析】【解答】（1）電路中電表①應選擇電流表A1，改裝的電流表量程為
故答案為：A1，3
（2）根據題意可知
故答案為：
（3）根據閉合電路歐姆定律
可得
根據題意
解得
故答案為： ， 。
【分析】對電路圖進行分析，結合閉合電路歐姆定律進行分析列出方程式進行化簡整理。
16．【答案】（1）1.0；I(r+RA)；1.40；1.0
（2）D
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
【解析】【解答】（1）由圖2可知，電壓表讀數為
電流表讀數為
根據歐姆定律可得電流表內阻為
由閉合電路歐姆定律可知，干電池電動勢的表達式為
根據變形為
根據圖像可知，縱截距
斜率的絕對值
所以待測干電池電動勢為
電源內阻為
（2）由于將電壓表串聯接在電路中，電壓表內阻很大，電路中電流太小，故無法完成實驗的原因可能是電流太小無法讀數。
故選D。
故答案為：（1）①1.0；②I（r+RA）；③1.40；1.0；（2）D
【分析】（1）①由圖2讀出電壓表和電流表的讀數，根據歐姆定律求解電流表的內阻。
②根據閉合電路歐姆定律，結合U-I圖像斜率與縱截距求解。
（2）根據電路聯接結構，分析滑動變阻器的接法是否有錯誤，電壓表和電流表的示數是否有可能超過量程，根據電壓表內阻較大方向電路中的電流情況。確定無法完成實驗的原因。
17．【答案】（1）B；1.20
（2）1.50；1.04
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
【解析】【解答】（1）根據實驗原理知，電壓表要連接在電源的兩端，因此導線a端應連接到B接線柱上；電壓表的量程是，分度值為，需要估讀到分度值的下一位，所以示數為。
（2）根據，結合圖像得：，。
故答案為：（1）B，1.20；（2）1.50，1.04
【分析】（1）根據實驗原理知電壓表測量的是外電壓，由此分析出導線a端的連接方式，根據電壓表的讀數規則得出對應的示數；
（2）根據閉合電路歐姆定律，結合圖像的物理意義得出電池電動勢和內阻。
18．【答案】（1）
（2）1.58；0.64
（3）2.5
（4）偏小
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
【解析】【解答】（1）實物連接如圖：
（2）根據閉合電路歐姆定律得：，結合圖像得：，；
（3）根據得：，結合圖像得：，解得：；
（4）由于電壓表內阻不是無窮大，所以實驗測得的是電壓表內阻與電源內阻的并聯值，實驗中測得的電池內阻偏小。
故答案為：（1）見解答；（2）1.58，0.64；（3）2.5；（4）偏小。
【分析】（1）從電源正極開始依次連接；
（2）（3）根據閉合電路歐姆定律和圖像求解；
（4）于電壓表內阻不是無窮大，所以實驗測得的是電壓表內阻與電源內阻的并聯值。
19．【答案】（1）B
（2）4.5；1.8
（3）不變；變大
【知識點】電池電動勢和內阻的測量
【解析】【解答】（1）由實物圖連接可知圖1的電路圖為下圖中的B；
（2）根據閉合電路歐姆定律有，結合圖像可得，；
（3）電壓表測的為真實值，電流表的測量值為，可見，且隨著Ir的增大，逐漸減小，修正如下：
所以新繪制的圖線與橫坐標軸交點的數值不變，與縱坐標軸交點的數值變大。
故答案為：（1）B；（2）4.5 1.8；（3）不變 變大
【分析】（1）根據實物圖連接分析判斷；
（2）根據閉合電路歐姆定律和圖像分析計算；
（3）分析電表造成的誤差分析判斷。
1 / 1

展開更多......

收起↑