2026高考一轮总复习 物理课件_实验十二　电池电动势和内阻的测量_含解析

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（2）电路图（图甲）与实物图（图乙）
①连线路：按原理电路图连接电路，注意电流表、电压表接线柱的 ⁠ 及量程。
②滑动变阻器：闭合开关前，滑片位于连入阻值 的位置。
③测量：调节滑动变阻器的滑片，测量多组U、I值。④整理器材。
a.图线与纵轴交点为电源 ⁠。b.图线斜率的绝对值为 ⁠。
2. 创新方法：安阻法、伏阻法、等效电源法（1）安阻法①原理：如图甲所示，用一个 表和一个 组合测量，E ＝I（R＋r），此种方法使测得的电动势无偏差，内阻 。若已知电 流表A的阻值可消除测量内阻的系统误差。
a.公式法：E＝I1（R1＋r），E＝I2（R2＋r），由此可求出E和r。
①原理：当电源内阻r过小时，如果直接测量，测出电源的内阻误差较大。如图戊所示，用一个阻值合适的定值电阻R0与电源串联，并把它们看成一 个等效电源。
a.等效电动势E效＝E。
b.电源内阻r效＝R0＋r，其中r是被测电源的内阻。测出等效电源的内阻r 效，则被测电源的内阻r＝r效－R0。
1. 偶然误差：电表读数及用图像法求E和r时作图不准确。
（1）伏安法：由于电压表的分流，测量结果：E测＜E真，r测 r真。
（2）安阻法：由于电流表的分压，测量结果：E测 E真，r测＞r真。
（3）伏阻法：由于电压表的分流，测量结果：E测 E真，r测 ⁠ r真。
（2024·甘肃高考12题）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1.5 V，内阻约为1.5 kΩ）、电 流表（量程0.6 A）、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RA＝ Ω（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RA表示，则干电池电动势E＝U＋ （用I、r和RA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U-I图像。则待测干电池电动势E＝ V（保留3位有效数字），内阻r＝ Ω（保留1位小数）。
1.40（1.41也可）　
1.0（1.1也可）　
（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）。
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。
解析： 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原 理，可知导线a应该连接到B接线柱上，测外电路的总电压；根据电压表读 数规则可知，电压表示数为1.20 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E＝ V和内阻r＝ Ω。（计算结果均保留 两位小数）
（2024·吉林高考11题）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R0）、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。
解析： ①为了保护电路，开关闭合前应将金属夹置于电阻丝接入电 路电阻最大处，即A端；
（2）由图线得出纵轴截距为b，则待测电池的电动势E＝ ⁠。
1. 实验原理创新：利用伏阻法测量电池的电动势和内阻。
2. 实验器材创新：利用电阻丝充当电阻箱、定值电阻R0等效成电源的内阻 “r＋R0”。
某学习小组要测量一个电源的电动势及内阻。除该电源外还准备的 器材有：一个电阻箱R（最大阻值为99.9 Ω），一个电流表A（量程0～200 mA，内阻为10 Ω），一个定值电阻R0（阻值为5 Ω），一个开关和若干导 线。
（1）如果用多用电表粗测电流表的内阻，需要将红表笔与电流表 ⁠ （选填“正”或“负”）接线柱相连。
解析： 欧姆表测量电阻时，电流从黑表笔流出，连接时要注意红表 笔要与电流表的负接线柱相连。
（2）由于电流表A的量程较小，考虑到安全因素，同学们利用定值电阻R0 将该电流表进行改装，改装后的量程为 ⁠。
0～0.6 A（或0～600 mA）　
1. （2025·四川成都模拟）某兴趣小组尝试测量某电源的电动势和内阻。
（1）已知电源内阻比较小，移动滑动变阻器滑片时，为了使电压表示数 变化比较明显，该小组同学在思考后将R0＝8 Ω的定值电阻串入甲电路中 的 （选填“A”或“B”），可以解决该问题。
解析： 根据闭合电路欧姆定律可得U＝E－Ir，由于r太小，U值变化 较小，所以串联电阻应置于干路。故选A。
（2）根据（1）问中选择的电路，多次调节滑动变阻器R阻值，读出相应 的电压表和电流表示数U和I，将测得的数据描绘出如图乙所示的U-I图像， 电源的内阻r0＝ Ω（结果保留2位有效数字），滑动变阻器R消耗的 最大功率为 W。
（3）该小组同学根据（1）问中选择的电路，分析了实验中由电表内阻引 起的实验误差。下列选项图中，实线是根据本实验的数据描点作图得到的 U-I图像，虚线是该电源在没有电表内阻影响的理想情况下所对应的U-I图 像，则可能正确的是 ⁠。
解析： 由电路图可知，由于电压表的分流作用，电流的测量值小于 真实值，因此虚线在实线的上方，当电压表示数为零时，电流测量值与真 实值相等，因此虚线与实线在I轴相交。故选B。
2. （2024·北京高考15题（3））某兴趣小组利用铜片、锌片和橘子制作了 水果电池，并用数字电压表（可视为理想电压表）和电阻箱测量水果电池 的电动势E和内阻r，实验电路如图1所示。连接电路后，闭合开关 S，多次 调节电阻箱的阻值R，记录电压表的读数U，绘出图像，如图2所示，可 得：该电池的电动势E＝ V，内阻r＝ kΩ。（结果保留两位 有效数字）

3. 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（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）。

（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 ⁠ （选填“偏大”或“偏小”）。
4. （2025·江西抚州市模拟）在测定两节干电池电动势和内阻的实验中， 某同学用到的器材有一个电压表、一个电阻箱、一个定值电阻R0、一个开 关S、两节干电池、若干导线，其实验实物图如图甲所示。
（1）改变电阻箱的阻值R，用图甲中的电压表测出多组电阻箱两端的 电压U。实物图甲中已连接好部分电路，请按照实验要求将剩余部分电 路连接好。
解析： 因电源是两节干电池，选取电压表 量程为0～3 V，实物图连接如图所示。
（3）若考虑电压表并非理想电压表，则电动势的测量值与真实值相 比 ；内阻的测量值与真实值相比 。（均选填“偏 大”“相等”或“偏小”）
对比①与③，可知E真＞E测；
对比②与④，可知r真＞r测。
（4）另一位同学将图甲电压表的导线改接在R0的c、d端，改变电阻箱的阻 值R，测出多组电压表的数据U，若用图像法测算电源的电动势和内阻，为 了使得到的图线是一条直线，则该同学应描绘 ⁠。
5. （2025·湖南郴州模拟）某课外活动小组利用铜片、锌片和橙汁制作了 橙汁电池，并利用所学知识设计电路测量该电池的电动势E和内阻r。他们 在一个玻璃器皿中放入橙汁，在橙汁中相隔一定距离插入铜片和锌片作为 橙汁电池的正、负极。使用的器材有：
该小组成员分析发现，由于毫安表的内阻未知，所以无法直接测量该橙汁 电池的电动势和内阻，经过思考后，该小组设计了如图甲所示的电路，先 测出该毫安表的内阻Rg、再测量橙汁电池的电动势E和内阻r。
（1）请按照图甲所示的电路图，用笔画线代替导线，将图乙实物图中的 滑动变阻器接入电路，要求当滑动变阻器的滑片滑到最右端时，滑动变阻 器接入电路的阻值最大。
解析： 由于要求当滑动变阻器的滑片滑到最右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，故滑动变阻器的接法如图所示。
（2）该小组连接好电路后，首先对毫安表的内阻Rg进行测量，请完善测量 步骤。
①将滑动变阻器R1的滑片滑至最右端，断开开关S2，闭合开关S1；
②滑动滑动变阻器R1的滑片，使毫安表的指针达到满偏；
③保持 不变，闭合开关S2，调节电阻箱 R2的阻值，使毫安表的示数达到满偏电流的一半；
④读出此时电阻箱R2的示数，即可求得毫安表的内阻Rg。
滑动变阻器R1接入电路的阻值　
解析：此种测量电阻的方法为半偏法测电阻，使用此方法测量未知电阻的 阻值时，要求电路中其他元件的阻值不能发生变化，故应保持滑动变阻器 接入电路的阻值不变。
（3）该小组发现，当毫安表的电流达到满偏电流的一半时，电阻箱的示 数为50.0 Ω，则毫安表的内阻Rg＝ Ω，用此种方法测得的毫安表 的内阻与其真实值相比，测量值 （选填“大于”“小于”或“等 于”）真实值。