（人教版）2021年新高二物理暑假講義-第二十二講 實驗測定電池的電動勢和內阻

【暑假輔導班】2021年新高二物理暑假精品課程(人教版)

第二十二講實驗：測定電池的電動勢和內阻

【基礎知識梳理】

一、實驗原理和方法

1.伏安法：由￡=11+「知，只要測出U、I的數據，就可以列出兩個關于E、r的方程，從而解出E、

r,用到的器材有,電路圖如圖所示。

2.安阻法：由E=IR+Ir可知，只要能得到的兩組數據，列出關于E、r的兩個方程，就能解出E、r,

用到的器材有,電路圖如圖2所示。

3.伏阻法：由￡=15+，「知，如果能得到的兩組數據，列出關于E、r的兩個方程，就能解出E、r

用到的器材是、、、,電路圖如圖3所示。

答案：兩組電池開關滑動變阻器電壓表電流表I、RI、R開關電阻箱電流表U、R電池開關電

阻箱電壓表

【模型考點剖析】

考點一實驗基本操作步驟

二、實驗器材

待測電池一節(jié)，電流表(0?O.6A)、電壓表(0?3V)各一塊，滑動變阻器一只，開關一只，導線若干。

三、實驗步驟

I.選定電流表、電壓表的量程，按照電路圖把器材連接好。

2.把滑動變阻器滑片移到電阻最大的一端(圖中左端)。

3.閉合電鍵，調節(jié)滑動變阻器，使電流表有明顯示數，讀出電壓表示數U和電流表示數/,并填入事先繪制

好的表格(如下表)。

實驗序號123156

/\

(\-

4.多次改變滑片的位置，讀出對應的多組數據，并一一填入表中。

5.斷開電鍵，整理好器材;

四、數據處理

1.公式法把測量的幾組數據分別代入七="十〃中，然后兩個方程為一組，解方程求出幾組E、，?的值，最后

對E、/?分別求平均值作為測量結果。

2.圖象法

(1)以/為橫坐標，U為縱坐標建立直角坐標系，根據幾組/、U的測量數據在坐標系中描點。

考點2數據處理

1.公式法把測量的幾組數據分別代入《=[/+〃中，然后兩個方程為一組，解方程求出幾組E、r的值，最后

對E、/?分別求平均值作為測量結果。

2.圖象法

(1)以/為橫坐標，U為縱坐標建立直角坐標系，根據幾組/、U的測量數據在坐標系中描點。

從圖象角度看：

①當電壓表示數為零時，/v=0,/A=/短，因此短路電流測量值=真實值；

②E

③因為r*產*所以rM<rK?

/短

//短測/短真

（2）如果采用如圖甲所示接法，則/A為電源電流真實值，理論上有E=U+UA+/A〃其中的UA不可知，從

而造成誤差（如圖乙中帶箭頭線段力），而且電流表示數越大，UA越大，當電流表示數為零時，UA=O，電

壓表示數值為準確值，等于反

F

從圖象角度看：①E為真實值；②/應陽＜/短式；③因為r=;~,所以廣訓＞「人。

考點3誤差分析

1.偶然誤差有讀數視差和用圖象法求E和，?時，由于作圖不準確而造成的偶然誤差。

2.系統(tǒng)誤差

（1）采用如圖甲所示電路在理論上E=U+（/V+/A?,其中電壓表示數U是準確的電源兩端電壓。實驗中忽略

了通過電壓表的電流/v,從而形成誤差（如圖乙中帶箭頭線段所示），而且電壓表示數越大，/v越大。

3.注意事項

1.如果使用的是水果電池，它的內阻雖然比較大，但不夠穩(wěn)定，測量前要做好充分的準備，測量盡量迅速。

2.如果使用干電池，則選擇內阻大些的、己使用過的電池。

3.實驗中不要將/調得過大，每次讀完。、/讀數立即斷電。

4.在量程合適的前提下，選擇內阻大一些的電壓表。

5.當干電池的路端電壓變化不很明顯時，作圖象時，縱軸單位可取的小一些，且縱軸起點可不從零開始。

6.計算內阻要在直線上任取兩個相距較遠的點，用r=刀計算。

【真題分項演練】

1.（2016?北京高考真題）某興趣小組探究用不同方法測定干電池的電動勢和內阻，他們提出的實驗方案中

有如下四種器材組合.為使實驗結果盡可能準確，最不可取的一組器材是（）

A.一個安培表、一個伏特表和一個滑動變阻器

B.一個伏特表和多個定值電阻

C.一個安培表和一個電阻箱

D.兩個安培表和一個滑動變阻器

【答案】D

【解析】

A中根據閉合回路歐姆定律可得七=。+"，可測量多組數據列式求解，A正確；B中根據歐姆定律可得

E=*+R）,測量多組數據可求解，B正確；C中根據歐姆定律可得E=/（R+r）,可測量多組數據列

式求解，C正確；D中兩個安培表和一個滑動變阻器，由于不知道滑動變阻器電阻，故無法測量，D錯誤;

【點睛】對于閉合回路歐姆定律的應用，一定要注意公式形式的變通，如本題中七=。+〃，E=/（A+r）,

E=gr+R）,結合給出的儀器所測量的值，選擇或者變通相對應的公式，

2.（2021?全國高考真題）一實驗小組利用圖（a）所示的電路測量一電池的電動勢E（約L5V）和內阻r

（小于如）。圖中電壓表量程為IV,內阻勺=380.0。：定值電阻&=20.0。；電阻箱R,最大阻值

為999.9Q；S為開關。按電路圖連接電路。完成下列填空：

--------------------1I----

SE,r

圖（a）

（1）為保護電壓表，閉合開關前，電阻箱接入電路的電阻值可以選。（填“5.0”或“15.0”）；

（2）閉合開關，多次調節(jié)電阻箱，記錄下阻值R和電壓表的相應讀數U；

（3）根據圖（a）所示電路，用R、&、%、E和r表示，得"=；

（4）利用測量數據，做京-R圖線，如圖（b）所示：

（5）通過圖（b）可得￡.V（保留2位小數），r=Q（保留1位小數）；

（6）若將圖（a）中的電壓表當成理想電表，得到的電源電動勢為E',由此產生的誤差為

七二X100%=%。

E

+Ryn1（&+《）〃

【答案】15.0口00R+高+c?！?.551.05

ERvR＜）EERR

【解析】

（1）［1］為了避免電壓表被燒壞，接通電路時電壓表兩端的電壓不能比電表滿偏電壓大，則由并聯(lián)電路分壓

可得

UE-U

RR~R+r

4+&

代入數據解得

A=7.50

因此選15.0Q,

（3）［2］由閉合回路的歐姆定律可得

E=U+~^（R+r）

&，+R。

化簡可得

1=&+—VR11］&+凡r

UERVR{}EERVR（）

(5)[3][4]由上面公式可得

1r

R。+&=卜=]—I-------

ERvR。一~19￡EERyR。E19E

由，-R圖象計算可得

0.034V-'Q.8=0.68W

代入可得

Ea1.55V.r?1.0Q

(6)[5]如果電壓表為理想電壓表，則可有

UEE&E&

則此時

E'=-

2Qk

因此誤差為

1_____1_

〃=20k]1穌x100%=5%

19k

3.(2015?廣東高考真題)某實驗小組研究兩個未知元件X和Y的伏安特性，使用的器材包括電壓表(內阻

約為3kC)、電流表(內阻約為1C)、定值電阻等.

(1)使用多用電表粗測元件X的電阻。選擇“X1，，歐姆檔測量，示數如圖(a)所示，讀數為d據

此應選擇圖中的(填“b”或"c”)電路進行實驗。

(2)連接所選電路，閉合S；滑動變阻器的滑片P從左向右滑動，電流表的示數逐漸(填“增大”

(3)圖(a)是根據實驗數據作出的U-I圖線，由圖可判斷元件(填“X”或"Y)是非線性元件。

(4)該小組還借助X和Y中的線性元件和阻值R=21C的定值電阻，測量待測電池組的電動勢E和電阻r,如

圖（b）所示。閉合Si和S2，電壓表讀數為3.00V；斷開S2,讀數為L00V,利用圖（a）可算得E=

V,尸。（結果均保留兩位有效數字，視電壓表為理想電壓表）。

【答案】10b增大Y3.20.50

【解析】

⑴口］選擇的是“xl”擋,故元件X的電阻值為10Qo

⑵該電阻值較小，采用電流表外接法，測量誤差較小，應選擇圖中的b電路進行實驗。

（2）⑶滑動變阻器的滑片P從左向右滑動，測量部分的電壓逐漸增大，故電流表的示數逐漸增大。

（3）⑷元件Y的U-I圖線為曲線，是非線性元件。

（4）［5］⑹據U-/圖線可知，元件X的電阻為Rx=1℃，據閉合電路歐姆定律可得,閉合Si和Si時電壓表

示數為U\,有

斷開S2時電壓表示數為U2,有

￡；=（7,+生?「+/?）

■Rx

聯(lián)立代入數據解得E=3.2V,,=0.50?！?/p>

4.（2015?四川高考真題）用實驗測一電池的內阻r和一待測電阻的阻值兄。已知電池的電動勢約6V,電

池內阻和待測電阻阻值都為數十歐?？蛇x用的實驗器材有：電流表Ai（量程0~30mA）:電流表4（量程

0~100mA）；電壓表V（量程0~6V）；滑動變阻器Ri（阻值0?5C）；滑動變阻器（阻值0-300C）；

開關S一個，導線若干條。某同學的實驗過程如下：

I.設計如圖所示的電路圖

n.正確連接電路，將R的阻值調到最大，閉合開關，逐次調小R的阻值，測出多組U和/的值，并記錄。

以。為縱軸，/為橫軸，得到如圖所示的圖線

Atw

6.S------r

m.斷開開關，將R改接在8、C之間，4與B直接相連，其他部分保持不變。重復H的步驟，得到另一條

U-/圖線，圖線與橫軸/的交點坐標為(/<)，0),與縱軸U的交點坐標為(0,t/o)o回答下列問題：

①電流表應選用,滑動變阻器應選用;

②由圖的圖線，得電源內阻尸C；

③用/。、和r表示待測電阻的關系式Rk,代入數值可得以；

④若電表為理想電表，&接在B、C之間與接在A,B之間，滑動變阻器滑片都從最大阻值位置調到某同一

位置，兩種情況相比，電流表示數變化范圍,電壓表示數變化范圍。(選填”相

同”或“不同”)

Uo

【答案】AR225-r-r相同不同

【解析】

(1)[1]由題意可知，電動勢為6V,而電阻約為數十歐姆，為了保證實驗的安全，電流表應選擇

[2]由電路圖可知，滑動變阻器起調節(jié)電流的作用，5c的電阻小于待測電阻較多，故只能選擇兄；

(2)[3]圖像的斜率表示電源的內阻，則可知，內阻為

\U5.5-4.0

'0.06

(3)[4]接心改接在8、C之間，由題意可知，等效內阻為

R..+r=

解得

R、U-r

*l/o

（4）[5]R、接在8、C之間與接在A、8之間，滑動變阻器滑片都從最大阻值位置調到某同位置，此時電路

中的總電阻相等，故電流表的變化范圍相同。

[6J電壓表測的是路端電壓，兩種情況等效內阻不同，故電壓表的變化范圍不同。

5.（2021?浙江高考真題）在“測定電池的電動勢和內阻”實驗中，

（1）用如圖所示的電路圖測量，得到的一條實驗數據擬合線如圖所示，則該電池的電動勢E=V（保

留3位有效數字）：內阻F（保留2位有效數字）；

（2）現有如圖所示的實驗器材，照片中電阻箱阻值可調范圍為。?9999d滑動變阻器阻值變化范圍為。?

10。，電流表G的量程為0?3mA、內阻為200C,電壓表的量程有0?3V和0?15V。請在圖3中選擇合適

的器材，在答題紙相應方框中畫出兩種測定一節(jié)干電池的電動勢和內阻的電路圖。

圖3

【答案】1.46（1.45-1.47均可）

【解析】

(1)口］根據閉合電路歐姆定律E=U+〃可得

U=E-Ir

將題干中得圖線延長與橫縱軸分別相交，如圖

可知圖像與縱軸交點即為電動勢，即

E=1.46V

⑵圖像斜率的絕對值為電源內阻，即

1.46—1.10c2八

r=-------------Q?0.64。

0.56

(2)［3］電流表量程太小，使用電阻箱和電壓表代替電流表進行測量，電路圖如圖

根據閉合電路歐姆定律

E^U+lr^U+—r

R'

變形得

1r11

--=--------J----

UER'E

11r1

繪制77一不圖像，可知圖像斜率為與縱軸截距為一，從而求解電動勢和內阻;

UREE

也可以通過電阻箱改裝電流表，擴大電流表得量程，實現電流得測量，電路圖如圖

Er

/為改變量程之后的電流表示數，根據閉合電路歐姆定律

E^U+Ir

可以繪制U-I圖像求解電動勢和內阻。

6.（2020?北京高考真題）用圖1所示的甲、乙兩種方法測量某電源的電動勢和內電阻（約為1C）。其中

R為電阻箱，電流表的內電阻約為0.1。，電壓表的內電阻約為3kC。

（1）利用圖1中甲圖實驗電路測電源的電動勢E和內電阻r,所測量的實際是圖2中虛線框所示“等效電源”

的電動勢少和內電阻，。若電流表內電阻用RA表示，請你用E、/■和RA表示出少、，，并簡要說明理由

圖2

（2）某同學利用圖像分析甲、乙兩種方法中由電表內電阻引起的實驗誤差。在圖3中，實線是根據實驗數

據（圖甲：U=IR,圖乙：/=g）描點作圖得到的U-/圖像；虛線是該電源的路端電壓U隨電流/變化的

R

U-/圖像（沒有電表內電阻影響的理想情況）。

在圖3中，對應圖甲電路分析的U-/圖像是：；對應圖乙電路分析的U-/圖像是：o

(3)綜合上述分析，為了減小由電表內電阻引起的實驗誤差，本實驗應選擇圖1中的(填“甲”或"乙”)。

【答案】E=E，r+&，理由見解析CA乙

【解析】

(1)11］將電源和電流表視為等效電源，電源電動勢是電源本身具有的屬性，電流表不具有產生電動勢的本領,

所以等效電源的電動勢仍然為

E=E

而電流表的內阻和電動勢的內阻作為等效電源的內阻，即

r'=r+RA

(2)［2］對甲圖，考慮電表內阻時，根據閉合電路歐姆定律得

￡路+/%=〃+/0+&)

變形得

U=—(r+&"+E

直接通過實驗獲得數據，可得

U=-rI+E

圖像與縱軸截距均為電源電動勢E，虛線對應的斜率大小為r，實線對應的斜率大小為(r+與\)，所以對

應圖甲電路分析的U-I圖像是C；

⑶對乙圖，考慮電表內阻時(即虛線對應的真實情況)，根據閉合電路歐姆定律得

Ur

石=。路+/網=。+(/+上)r=。+〃+。一

RvR*

變形得

&+rR\,+r

直接通過實驗獲得數據，可得

U=-rI+E

Rv

虛線對應的斜率大小為廣，實線對應的斜率大小為-^工一廠<「，虛線對應的縱軸截距為E，實線對應的

Rv+r

RE

縱軸截距為余七￡<E;兩圖線在（7=0時，對應的短路電流均為/短=：,所以對應圖乙電路分析的

。一/圖像是人。

（3）［4］圖甲雖然測量的電源電動勢準確，但電流表分壓較為明顯，所以內阻測量的誤差很大；圖乙雖然電動

勢和內阻測量均偏小，但是電壓表內阻很大，分流不明顯，所以電動勢和內阻的測量誤差較小，所以選擇

圖乙可以減小由電表內電阻引起的實驗誤差。

7.（2020.山東高考真題）實驗方案對實驗測量的精度有直接的影響，某學習小組對“測量電源的電動勢和

內阻”的實驗方案進行了探究。實驗室提供的器材有：

干電池一節(jié)（電動勢約1.5V,內阻小于1C）；

電壓表V（量程3V,內阻約3kC）；

電流表A（量程0.6A,內阻約1C）；

滑動變阻器R（最大阻值為20C）；

定值電阻Ri（阻值2。）；

定值電阻&（阻值5C）；

開關一個，導線若干。

（1）該小組按照圖甲所示的電路進行實驗，通過調節(jié)滑動變阻器阻值使電流表示數逐漸接近滿偏，記錄此過

程中電壓表和電流表的示數，利用實驗數據在U-/坐標紙上描點，如圖乙所示，結果發(fā)現電壓表示數的變化

范圍比較小，出現該現象的主要原因是。（單選，填正確答案標號）

A.電壓表分流

B.干電池內阻較小

C.滑動變阻器最大阻值較小

D.電流表內阻較小

UN

(2)針對電壓表示數的變化范圍比較小的問題，該小組利用實驗室提供的器材改進了實驗方案，重新測量得

到的數據如下表所示。

序號1234567

〃A0.080.140.200.260.320.360.40

UN1.351.201.050.880.730.710.52

請根據實驗數據，回答以下問題:

①答題卡的坐標紙上已標出后3組數據對應的坐標點，請在答題卡的坐標紙上標出前4組數據對應的坐標

點并畫出U-I圖像

②根據實驗數據可知，所選的定值電阻為(填“R”或“心”)。

③用筆畫線代替導線，請在答題卡上按照改進后的方案，將實物圖連接成完整電路

【解析】

電壓表示數變化過小，則原因是外電阻比內阻大的多，即電源內阻偏小，故選B。

(2)[2]根據數據做出U-I圖像如圖；

UN

0OJ02~03~04~05~0^6//A

⑶由圖像可知

I58

r+R.,=T=2.63C

淀0.6

電源內阻小于IC,則定值電阻大于1.63C,可知定值電阻為Q；

[4]定值電阻與電源串聯(lián)，電路如圖;

8.（2020?天津高考真題）某實驗小組選用以下器材測定電池組的電動勢和內阻，要求測量結果盡量準確。

電壓表（量程0~3V,內阻約為3k。）

電流表（量程0?0.6A,內阻約為1。）

滑動變阻器（0~20Q,額定電流1A）

待測電池組（電動勢約為3V,內阻約為1C）

開關、導線若干

①該小組連接的實物電路如圖所示，經仔細檢查，發(fā)現電路中有一條導線連接不當，這條導線對應的編號

是________

②改正這條導線的連接后開始實驗，閉合開關前，滑動變阻器的滑片P應置于滑動變阻器的端（填

%"或者*")

③實驗中發(fā)現調節(jié)滑動變阻器時，電流表讀數變化明顯但電壓表讀數變化不明顯。為了解決這個問題，在

電池組負極和開關之間串聯(lián)一個阻值為5Q的電阻，之后該小組得到了幾組電壓表讀數U和對應的電流表讀

數/,并作出圖像，如圖所示。根據圖像可知，電池組的電動勢為V,內阻為

(結果均保留兩位有效數字)

【答案】5a2.90.80

【解析】

①⑴因為電源內阻較小，故對于電源來說應該采用電流表外接法，圖中采用的是電流表內接；故導線5連

接不當，應該從電壓表正接線柱接到電流表正接線柱；

②⑵開始實驗前應該讓滑動變阻器連入電路阻值最大，故應將滑片置于〃端；

③[3][4]由圖線可知圖線與縱軸的交點即為電源電動勢，故E=2.9V；圖線與橫軸的交點為短路電流/=0.50A,

故可得等效內阻為

p2Q

r=—=—;―Q=5.80Q

/0.5

又因為在開關和電池負極之間接有5。的電阻，在計算過程中等效為內阻，故電源內阻為

r0=5.800-50=0.80。

9.(2020?浙江高考真題)某同學分別用圖甲和圖乙的電路測量同一節(jié)干電池的電動勢和內阻。

(1)在答題紙相應的方框中畫出圖乙的電路圖

(2)某次測量時電流表和電壓表的示數如圖所示，則電流/=A,電壓U=V；

（3）實驗得到如圖所示的兩條直線，圖中直線I對應電路是圖1（選填“甲”或“乙”）；

（4）該電池的電動勢石=V（保留三位有效數字），內阻廠=C（保留兩位有效數字）。

0.54

【解析】

（1）11］圖乙中，電流表內接和變阻器串聯(lián)接在電源兩端，電壓表測路段電壓，則圖乙對應的電路圖為

⑵⑵［3］一節(jié)干電池的電動勢一般約為1.5V,故電壓表量程選擇0~3V,電流表量程選擇0~0.6A,所以量表

的讀數分別為1.30vz（1.29?1.3W均可），0.40A（0.39?0.41A均可）

（3）［4］由閉合電路歐姆定律可得

U=E-lr

可得圖象的縱軸截距為電源電動勢，斜率為電源內阻。圖甲中電流表外接，則實驗測得的電源內阻

場"大

測量值偏大；圖乙中電路

出十々

測量值偏小，但是由于Rv》鼠，故圖乙實驗測出的內阻誤差更小，故圖線I對應圖乙，圖線n對應的圖

甲。

（4）⑶圖線【I與縱軸的交點為電源的電動勢￡=1.52V；

⑹在圖線I與橫軸的交點為短路電流/=2.86A

由

,此實驗原理無誤差。

10.（2010?廣東高考真題）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（4=5Q）一個，開關兩個，導線若干，實驗原理圖如圖（a）。

①在圖（b）的實物圖中，己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(jié)電壓表指針指零；調節(jié)電阻箱，示數如圖（c）所示，讀得電阻值是

B.將開關S1閉合，開關斷開，電壓表的示數是1.49V；

C.將開關S2，電壓表的示數是1.16V；斷開開關s-

③使用測得的數據，計算出干電池的內阻是（計算結果保留二位有效數字）.

④由于所有電壓表不是理想電壓表，所以測得的電動勢比實際值偏（填“大''或"小"）。

閉合0.69小

【解析】

（1）口］電壓表應測量電阻箱兩端電壓，故應和電阻箱并聯(lián)，R）的作用可看作內阻的一部分，或是保護電阻,

如圖

（2）［2］電阻箱讀數：只有xlOC示數為2,其它檔位為0,故讀數為20Q；

⑶開關全斷時，肯定無示數，故只能是閉合；

（3）［4］只能將電壓看作理想電表，首次測量時，電壓表與R）串聯(lián)，可看作導線，測量值即為電動勢

E=L49V

再次測量時，測量值為電阻箱兩端電壓，由閉合電路歐姆定律

E=U+/(&+r)=U+N%+r)

K

當接入電阻箱時，路端電壓為1.16V；由電路歐姆定律可知電路中電流為

11Z：

/=—A=0.058A

20

則內電阻與R）之和為

「+=1.49-1.16q=569。

“0.058

解得

r=0.69Q

（4）［5］因電壓表內阻不能忽略，故電路中電流存在，電壓表示數為電源的輸出電壓，要比電動勢要小;

11.（2014?海南高考真題）用伏安法測量一電池的內阻.已知該待測電池的電動勢E約為9V,內阻約數十

歐，允許輸出的最大電流為50mA.可選用的實驗器材有:

電壓表?（量程5V）；電壓表?（量程10V）；

電流表@）（量程50mA）；電流表6）（量程100mA）；

滑動變阻器R（最大阻值30010）；

定值電阻Ri（阻值為200艘?，額定功率為騁W）；

定值電阻Rz(阻值為200短?，額定功率為1W)；

開關S；導線若干.

測量數據如坐標紙上U-I圖線所示.

(1)在答題卡相應的虛線方框內畫出合理的電路原理圖，并標明所選器材的符號.

(2)在設計的電路中，選擇定值電阻的根據是.

(3)由U-I圖線求得待測電池的內阻為

(4)在你設計的實驗電路中，產生系統(tǒng)誤差的主要原因是

定值電阻在電路中的功率會超過照W,R2的功率滿足耍求

51.0(49.0?53.0范圍內的均給分)忽略了電壓表的分流

【解析】

試題分析：(1)根據伏安法測電源電動勢與內阻的原理作出實驗電路圖；

(2)根據題意選擇定值電阻；

(3)由圖象求出電源內阻；

(4)根據實驗電路分析實驗誤差.

解：(1)應用伏安法測電源電動勢與內阻，電壓表測路端電壓，電流表測電路電流，電路圖如圖所示:

（2）定值電阻Ri在電路中的最大功率：Pi=FRi=（0.05）2x200=0.5W>-^W,

8

定值電阻R2在電路中的最大功率：P2=I2R2=（0.05）2X220=0.55W<1W,

為保護電路安全，則定值電阻應選擇R2.

1

（3）由圖示圖象可知，電源內阻廠笑卅二一。。；

△I0.034-0I.%024

（4）由實驗電路圖可知，相對于電源電流表采用外接法，由于電壓表的分流作用，

電流表所測電流小于電路電流，電壓表分流是造成系統(tǒng)誤差的原因.

故答案為（1）電路原理圖如圖所不；

（2）定值電阻在電路中消耗的功率會超過^W,R2的功率滿足實驗要求；

O

（3）50；（4）電壓表分流.

【點評】

本題考查了作實驗電路、實驗器材選擇、求電源內阻、實驗誤差分析；電源U-1圖象斜率的絕對值是電源

內阻，知道實驗原理、根據圖象分析即可正確解題.

12.（2014?福建高考真題）某研究性學習小組利用伏安法測定某一電池組的電動勢和內阻，實驗原理如圖

甲所示，其中，虛線框內為用靈敏電流計G改裝的電流表A,V為標準電壓表，E為待測電池組，S為開關，

R為滑動變阻器，Ro是標稱值為4.0C的定值電阻.

①已知靈敏電流計G的滿偏電流Ig=100nA、內阻rg=2.0kC,若要改裝后的電流表滿偏電流為200mA,應并

聯(lián)一只Q（保留一位小數）的定值電阻Ri;

②根據圖甲，用筆畫線代替導線將圖乙連接成完整電路；

甲

③某次試驗的數據如下表所示：該小組借鑒“研究勻變速直線運動”試驗中計算加速度的方法（逐差法），計

算出電池組的內阻r=C（保留兩位小數）；為減小偶然誤差，逐差法在數據處理方面體現出的主要

優(yōu)點是.

④該小組在前面實驗的基礎上，為探究圖甲電路中各元器件的實際阻值對測量結果的影響，用一已知電動

勢和內阻的標準電池組通過上述方法多次測量后發(fā)現：電動勢的測量值與已知值幾乎相同，但內阻的測量

值總是偏大.若測量過程無誤，則內阻測量值總是偏大的原因是.（填選項前的字母）

A.電壓表內阻的影響B(tài).滑動變阻器的最大阻值偏小

C.Ri的實際阻值比計算值偏小D.Ro的實際阻值比標稱值偏大

測量次數12345678

電壓表V讀數U/V5.265.165.044.944.834.714.594.46

改裝表A讀數I/mA20406080100120140160

【答案】1.01.66充分利用測得的數據CD

【解析】

解：1.根據改裝后電表的量程，=4+冬，代入解得K=1Q。.

R,

2.實物圖如圖所示

+一絲，故凡+一小

3.根據閉合電路的歐姆定律E=U+/（K）+r）可得&

A/541

U4-。8(G+。2+。3+。4>(。5+。6+。7+。8)

或1或~7廠或--------=-----------------:------:---------------=5.66Q

，8—，44(…)

‘6一’2，7一’3

可得:r=1.66C.因充分利用測得的數據，故減少一次測量的偶然誤差.

4.實驗中,電壓表為標準電壓表，由于電動勢的測量值與己知值幾乎相同，說明電壓表和滑動變阻器對實驗沒

有影響.電壓表的變化量和電流表的變化量比值的絕對值為電源內阻r和定值電阻凡之和，當4的實際阻值

比計算值偏小時,電流表的讀數比實際值偏小，則測得內阻將偏大,C正確.當R。的實際阻值比標稱值偏大時，

算得的電源內阻也偏大,D正確.

13.（2018?浙江高考真題）小明同學在測定一節(jié)干電池的電動勢和內阻的實驗時，為防止電流過大而損壞

器材，電路中加了一個保護電阻Ro,根據如圖所示電路圖進行實驗時，

圖1

（1）電流表量程應選擇（填“0.6A”或“3A”），保護電阻應選用（填“A”或"B”）；

A、定值電阻（阻值10.0Q,額定功率10w）

B、定值電阻（阻值2.0Q,額定功率5w）

（2）在一次測量中電壓表的指針位置如圖2所示，則此時電壓為V

（3）根據實驗測得的5組數據畫出的U-I圖線如圖3所示，則干電池的電動勢E=V,內阻r=Q

（小數點后保留兩位）

圖2

圖3

【答案】0.6AB1.21+0.011.45+0.010.50±0.05

【解析】

試題分析：根據題中所給器材的特點，大致計算下電流的大小，選擇合適的電流表，對于選擇的保護電阻,

?定要注意保護電阻的連入，能使得電流發(fā)的讀數誤差小點：圖像的斜率表不凡+「，縱截距表示電源電

動勢，據此分析計算.

(1)因一節(jié)干電池電動勢只有1.5V,而內阻也就是幾歐姆左右，提供的保護電阻最小為2C,故電路中產

生的電流較小，因此電流表應選擇0.6A量程；電流表的最大量程為0.16A,若選用10歐姆的，則電流不超

過0.15A,所以量程沒有過半，所以選擇B較為合適.

(2)電壓表應選擇3V量程的測量，故讀數為1.20V.

(3)圖像與縱坐標的交點表示電源電動勢，故E=L45V；圖像的斜率表示％+r,故

1.45-0.7

R1+r==2.5Q,故r=0.5Q.

0.3

14.(2017?上海高考真題)“用DIS測定電源的電動勢和內阻”的實驗電路如圖A.所示，其中定值電阻阻

值/?i=lQ.

S

)

(1)圖A.中A為一傳感器，定值電阻R在實驗中起的作用：

(2)實驗測得的路端電壓U相應電流/的擬合曲線如圖B.所示，由此得到電源電動勢E=V,內

阻/=Q；

UN

（3）實驗測得的數據如表所示，則實驗中選用的的滑動變阻器最合理的阻值范圍為（）

A.0?5cB.0?20c

C.0?50cD.0?200c

【答案】電流保護電路1.500.28B

【解

（1）圖A中A為電流傳感器，定值電阻R在實驗中起保護電路的作用；

（2）由U-I圖線得到電源電動勢E=1.5V,內阻r="=，5O_L22Q=0.28Q；

A/1

（3）根據圖線的數據，例如當1=0」5A時，U=1.46V,此時滑動變阻器取值為R=?-K=黑-1然90

故實驗中選用的的滑動變阻器最合理的阻值范圍為0-20C,故選B.

15.（2015?四川高考真題）（1）某同學在“探究彈力和彈簧伸長的關系”時，安裝好實驗裝置，讓刻度尺零刻

度與彈簧上端平齊，在彈簧下端掛1個鉤碼，靜止時彈簧長度為人如圖1所示，圖2是此時固定在彈簧掛

鉤上的指針在刻度尺（最小分度是1毫米）上位置的放大圖，示數/產cm。在彈簧下端分別掛2

個、3個、4個、5個相同鉤碼，靜止時彈簧長度分別是權*/八/5.已知每個鉤碼質量是50g,掛2個鉤碼

時，彈簧彈力/2=N（當地重力加速度g=9.8m/s2）。要得到彈簧伸長量x,還需要測量的是

___________。作出?x曲線，得到彈力與彈簧伸長量的關系。

圖1圖2

【答案】25.850.98彈簧的原長/（）

【解析】

根據圖2指針指示可知

/i=25.85cm

⑵掛2個鉤碼時，以2個鉤碼整體為對象，受重力〃笈和彈簧的拉力尼作用而處于平衡，根據共點力平衡

條件有

尸2=〃ig=2x5（）x10-3X9.8N=（）.98N

[3]彈簧的伸長（或縮短）量

?T=|/-/o|

其中/為彈簧形變以后的長度，/（）為彈簧的原長，因此要得到彈簧伸長量X,還需要測量的是彈簧的原長九

【點睛】

毫米刻度尺讀數時需要估讀，在“探究彈力和彈簧伸長的關系''的實驗中，還未知它們間的關系，因此不能套

用胡克定律。

理清電路結構、抓住電學實驗的根本原理——伏安法和閉合電路歐姆定律，以不變應萬變。

16.（2014.全國高考真題）利用如圖所示電路，可以測量電源的電動勢和內阻，所用的實驗器材有：

待測電源，電阻箱R（最大阻值999.9C）,電阻Ro（阻值為3.0。），電阻Ri（阻值為3.0C）,電流表A

（量程為200mA,內阻為RA=6.0C）,開關S.

實驗步驟如下：

①將電阻箱阻值調到最大，閉合開關S；

②多次調節(jié)電阻箱，記下電流表的示數/和電阻箱對應的阻值R；

③以:為縱坐標，R為橫坐標，作;-R圖線（用直線擬合）；

④求出直線的斜率k和在縱軸上的截距b.

回答下列問題

(1)分別用E和r表示電源的電動勢和內阻，則J；與R的關系式為.

(2)實驗得到的部分數據如下表所示，其中電阻R=3.0。時電流表的示數如圖(b)所示，讀出數據，完

成下表.答：①，②

H/Q1.02.03.04.05.06.07.0

//A0.1430.125①0.1000.0910.0840.077

r'/A~16.998.00②10.011.011.913.0

(3)在圖(c)的坐標紙上將所缺數據點補充完整并作圖，根據圖線求得斜率截距力=

A1.

(4)根據圖線求得電源電動勢E=V,內阻r=C.

.公”.115+3r3R八a-

【答案】(1)一=------+—(2)0.11(),9.09(3)1,匕=6.0(4)E=3u,r=lQ

IEE

【解析】

(1)[1]電流表和電阻4并聯(lián)構成大量程電流表，電流表讀數為/,根據R.=6。，4=3。

可得電路的總電流為3/,大量程電流表電阻為

RAX&

RA+K

電路總電阻為

RAXR,+R+&+Y

R.A+&

電動勢為

3/(^^+R+&+r)=E，

KA+為

所以

1=3此X?15+3r3R

+R+RQ+r)=----------十——

IERA+R]EE

(2)⑵[3]根據圖(b)可得電流表示數為110mA=0.110A,所以

-=9.09

(3)[4]描點作圖如下所示:

為一條傾斜的直線，根據圖線可得斜率

女q=i

7

截距方=6.0。

(4)[5][6]根據

15+3r3R

EE

可得

15+3r

=b=6

E