考點43實驗十測定電源的電動勢和內(nèi)阻1.3年真題考點分布題型實驗題高考考點測電源電動勢和內(nèi)阻的原理、器材和實驗電路的考察；測電源電動勢實驗數(shù)據(jù)和誤差分析的考察；利用安阻法、伏阻法測電源電動勢和內(nèi)阻；新高考2023浙江卷18題、湖北卷12題2022天津卷10題、福建卷12題、湖北卷12題2021天津卷10題、全國乙卷23題、湖南卷12題、浙江卷18題、2.命題規(guī)律及備考策略【命題規(guī)律】近3年新高考卷對于本實驗考查共計9次，主要考查：1.測電源電動勢和內(nèi)阻的原理、器材和實驗電路的考察；2.測電源電動勢實驗數(shù)據(jù)和誤差分析的考察；3.利用安阻法、伏阻法測電源電動勢和內(nèi)阻；【備考策略】根據(jù)實驗原理，構(gòu)造線性函數(shù)，利用函數(shù)的斜率和截距求解電源電動勢和內(nèi)阻；掌握利用安阻法和伏阻法測電源電動勢和內(nèi)阻的方法；掌握測電源電動勢和內(nèi)阻實驗原理、器材、實驗電路、實驗數(shù)據(jù)和誤差分析的方法；【命題預測】本實驗是必考的電學實驗的中的熱門實驗，不分省份連續(xù)兩年均出現(xiàn)在高考題中，因此已考過的省份也不能抱有僥幸心理，近三年時間未出現(xiàn)在考題中的省份，需要引起足夠的重視。

考法1基本實驗要求1．實驗原理閉合電路歐姆定律．2．實驗器材電池、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導線、坐標紙和刻度尺．3．基本操作(1)電流表用0.6A的量程，電壓表用3V的量程，按圖1連接好電路．(2)把滑動變阻器的滑片移到使阻值最大的一端．(3)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表有明顯示數(shù)并記錄一組數(shù)據(jù)(I1，U1)．用同樣的方法再測量幾組I、U值，填入表格中．(4)斷開開關(guān)，拆除電路，整理好器材．【典例1】（2023·湖北·統(tǒng)考高考真題）某實驗小組為測量干電池的電動勢和內(nèi)阻，設(shè)計了如圖（a）所示電路，所用器材如下：電壓表（量程，內(nèi)阻很大）；電流表（量程）；電阻箱（阻值）；干電池一節(jié)、開關(guān)一個和導線若干。

（1）根據(jù)圖（a），完成圖（b）中的實物圖連線。

（2）調(diào)節(jié)電阻箱到最大阻值，閉合開關(guān)。逐次改變電阻箱的電阻，記錄其阻值R、相應(yīng)的電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U。根據(jù)記錄數(shù)據(jù)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(shù)字）、內(nèi)阻為（保留2位有效數(shù)字）。

（3）該小組根據(jù)記錄數(shù)據(jù)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(jié)合（2）問得到的電動勢與內(nèi)阻，還可以求出電流表內(nèi)阻為（保留2位有效數(shù)字）。（4）由于電壓表內(nèi)阻不是無窮大，本實驗干電池內(nèi)阻的測量值（填“偏大”或“偏小”）?！敬鸢浮?.580.642.5偏小【詳解】（1）[1]實物連線如圖：

（2）[2][3]由電路結(jié)合閉合電路的歐姆定律可得，由圖像可知，E=1.58V，內(nèi)阻（3）[4]根據(jù)可得由圖像可知，，解得，（4）[5]由于電壓表內(nèi)阻不是無窮大，則實驗測得的是電壓表內(nèi)阻與電源內(nèi)阻的并聯(lián)值，即實驗中測得的電池內(nèi)阻偏小。電表讀數(shù)時，先看量程，在確定精度值，最后讀數(shù)；對伏安法測電阻，外接法由于電壓表分流產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，內(nèi)接法由于電壓表分壓產(chǎn)生系統(tǒng)誤差【變式】（2024·廣東東莞·校聯(lián)考模擬預測）某研究性學習小組想測定一電池的電動勢E（約為1.5V）和內(nèi)阻r（約為0.5Ω），要求測量結(jié)果盡量準確，實驗室提供的器材如下：A．電流表（量程為0.6A，內(nèi)阻為0.2Ω）；B．電壓表（量程為1.5V，內(nèi)阻約為1.5KΩ）；C．滑動變阻器（最大阻值500Ω，額定電流為1A）；D．滑動變阻器（最大阻值為20Ω，額定電流為2A）；E．開關(guān)、導線若干。（1）為了方便和更準確地完成實驗，滑動變阻器應(yīng)選擇。（填儀器前的字母序號）（2）實驗中的電路圖應(yīng)選用下圖中的（填“甲”或“乙”）。（3）選擇合適的實驗儀器和電路圖進行實驗，得到一條實驗數(shù)據(jù)擬合線如圖丙所示，則該電池的電動勢為E()V（保留3位有效數(shù)字），內(nèi)阻為r()Ω（保留2位有效數(shù)字）。【答案】D乙1.480.44【詳解】（1）[1]由于電源電動勢較小，實驗時便于操作和減小誤差，滑動變阻器使用限流式接法，則選擇最大阻值為20Ω的D即可。（2）[2]由于使用電流表的內(nèi)阻為已知，因此電流表用外接的方式，所以實驗中的電路圖應(yīng)選用圖乙。（3）[3]由閉合電路的歐姆定律可得，由上式可知，由圖像的縱軸截距可得電池的電動勢為，[4]圖像的斜率大小為，，可得，考法2數(shù)據(jù)處理及規(guī)律方法1．實驗數(shù)據(jù)求E、r的處理方法(1)列方程求解：由U＝E－Ir得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(U1＝E－I1r,U2＝E－I2r))，解得E、r.(2)用作圖法處理數(shù)據(jù)，如圖2所示．圖2①圖線與縱軸交點為E；②圖線與橫軸交點為I短＝eq\f(E,r)；③圖線的斜率表示r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|.2．注意事項(1)為了使路端電壓變化明顯，可使用內(nèi)阻較大的舊電池．(2)電流不要過大，應(yīng)小于0.5A，讀數(shù)要快．(3)要測出不少于6組的(I，U)數(shù)據(jù)，變化范圍要大些．(4)若U－I圖線縱軸刻度不從零開始，則圖線和橫軸的交點不再是短路電流，內(nèi)阻應(yīng)根據(jù)r＝|eq\f(ΔU,ΔI)|確定．(5)電流表要內(nèi)接(因為r很小)．3．誤差來源(1)偶然誤差：用圖象法求E和r時作圖不準確．(2)系統(tǒng)誤差：電壓表分流.【典例2】（2023·浙江·統(tǒng)考高考真題）在“測量干電池的電動勢和內(nèi)阻”實驗中

（1）部分連線如圖1所示，導線a端應(yīng)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(shù)為V。（2）測得的7組數(shù)據(jù)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(nèi)阻Ω。（計算結(jié)果均保留兩位小數(shù)）【答案】B1.201.501.04【詳解】（1）[1]電壓表測量的電壓應(yīng)為路端電壓，開關(guān)應(yīng)能控制電路，所以導線a端應(yīng)連接到B處；[2]干電池電動勢約為1.5V，電壓表選擇量程，分度值為0.1V，題圖中電壓表讀數(shù)為1.20V；（2）[3][4]作出如圖所示

根據(jù)閉合電路歐姆定律，，可知圖像縱軸截距為電源電動勢可得，圖像斜率的絕對值等于電源內(nèi)阻，數(shù)據(jù)處理的常用方法數(shù)據(jù)處理的常用方法圖象法:利用實驗數(shù)據(jù),將實驗中物理量之間的函數(shù)關(guān)系用函數(shù)圖象表示出來,這種方法叫圖象法.用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)是物理實驗中最常用的方法之一.用圖象法處理數(shù)據(jù)的優(yōu)點是直觀、簡便，有取平均值的效果，由圖線的斜率、截距、所包圍面積和圖線的交點等可以研究物理量之間的變化及其關(guān)系,找出規(guī)律.解析法:通過實驗獲取實驗數(shù)據(jù),代入相關(guān)物理量之間的關(guān)系式,計算得到結(jié)果的方法叫解析法.應(yīng)用解析法的要求是:明確實驗測量的相關(guān)物理量的關(guān)系式;@明確要研究的物理量和未知的物理量;3建立方程或方程組進行計算【變式】（2023·海南·模擬預測）在測量電源電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，有電壓表V（量程為，內(nèi)阻約）；電流表A（量程為，內(nèi)阻約為）；滑動變阻器（）。為了更準確地測出電源電動勢和內(nèi)阻設(shè)計了如圖1所示的電路圖。

（1）如圖1所示在閉合開關(guān)之前為防止電表過載而滑動變阻器的滑動頭P應(yīng)放在（選填“a”或者“b”）處；（2）在實驗中測得多組電壓和電流值，得到如圖2所示的圖線，由圖可得該電源電動勢，內(nèi)阻。（3）某同學在設(shè)計電壓表改裝時，將一個內(nèi)阻為，滿偏電流為的電流表表頭改成量程為的電壓表，需要選填“串”或“并”聯(lián)一個阻值的電阻?！敬鸢浮縜0.501.0串5940【詳解】（1）[1]如圖所示，在閉合開關(guān)之前為防止電表過載而滑動變阻器的滑動頭P應(yīng)放在處；（2）[2][3]由由圖像可得該電源電動勢，內(nèi)阻為圖像的斜率的絕對值，即內(nèi)阻，（3）[4][5]根據(jù)題意，將電流表表頭改裝為電壓表需要串聯(lián)一個電阻，根據(jù)，，代入數(shù)據(jù)可，，即串聯(lián)的電阻阻值?？挤?實驗創(chuàng)新與改進1.安阻法用一個電流表和電阻箱測量，電路如圖所示，測量原理為：E=I1（R?+r)，E=I?(R2+r)，由此可求出E和r,此種方法使測得的電動勢無偏差，內(nèi)阻偏大.若已知電流表EQ\o\ac(○,A)的阻值可消除測內(nèi)阻的系統(tǒng)誤差.2.伏阻法用一個電壓表和電阻箱測量，電路如圖所示，測量原理為：，，由此可求出r和E,此種方法測得的電動勢和內(nèi)阻均偏小。角度1：電流表和電阻箱測電動勢和內(nèi)阻【典例3】（2023·吉林·統(tǒng)考模擬預測）研究小組利用如圖（a）所示電路測量某水果電池的電動勢和內(nèi)阻。電流表和量程均為，內(nèi)阻相同。電阻箱和的最大阻值均為99999Ω。

（1）測量電流表的內(nèi)阻。調(diào)節(jié)電阻箱的阻值均為，閉合開關(guān)和，調(diào)節(jié)電阻箱使電流表的示數(shù)為零，電阻箱的阻值如圖（b）所示，則電流表的內(nèi)阻。（2）保持閉合，斷開。將電阻箱調(diào)到Ω，使與整體可視為量程為的電壓表。（3）接著，保持電阻箱不變，改變電阻箱的值，記錄電流表和的值和，實驗數(shù)據(jù)如表所示。(μA)366694114134(μA)182167153143133根據(jù)表中數(shù)據(jù)繪制圖像如圖（c）所示，則水果電池的電動勢，內(nèi)阻。（計算結(jié)果保留一位有效數(shù)字）【答案】90016001【詳解】（1）[1]根據(jù)題意可知，閉合開關(guān)和，當電流表的示數(shù)為零時，則兩端的電勢相等，由于電阻箱的阻值相等，可知兩條支路的電流相等，則電流表的內(nèi)阻與電阻箱的阻值相等，由圖（b）可得，（2）[2]根據(jù)題意，由歐姆定律有，，解得，（3）[3][4]根據(jù)題意，由閉合回路歐姆定律有，整理可得結(jié)合圖（c）可得，，則有，聯(lián)立解得，，角度2：電壓表和電阻箱測電動勢【典例4】（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）和內(nèi)阻r（小于）。圖中電壓表量程為，內(nèi)阻：定值電阻；電阻箱R，最大阻值為；S為開關(guān)。按電路圖連接電路。完成下列填空：（1）為保護電壓表，閉合開關(guān)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(guān)，多次調(diào)節(jié)電阻箱，記錄下阻值R和電壓表的相應(yīng)讀數(shù)U；（3）根據(jù)圖（a）所示電路，用R、、、E和r表示，得；（4）利用測量數(shù)據(jù)，做圖線，如圖（b）所示：（5）通過圖（b）可得V（保留2位小數(shù)），（保留1位小數(shù)）；（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，由此產(chǎn)生的誤差為%。【答案】15.01.551.05【詳解】（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，代入數(shù)據(jù)解得，，因此選。（3）[2]由閉合回路的歐姆定律可得，化簡可得，（5）[3][4]由上面公式可得，由圖象計算可得，代入可得將代入解析式可得，，解得（6）[5]如果電壓表為理想電壓表，則可有，則此時因此誤差為【變式1】（2023·湖南永州·湖南省道縣第一中學?？寄M預測）某實驗小組準備探究電極間距、電極插入深度對水果電池的電動勢和內(nèi)阻的影響，實驗小組在市場上購買了品種、大小和成熟程度幾乎相同的蘋果，成員設(shè)計了兩個方案測量蘋果電池的電動勢和內(nèi)阻，電路原理如下圖甲所示，實驗室可供器材如下：電壓表（，內(nèi)阻約）；電流表（，內(nèi)阻約）；微安表（量程，內(nèi)阻約）；滑動變阻器（，），電阻箱（），開關(guān)、導線若干。

（1）查閱資料知道蘋果電池的電動勢約為，內(nèi)阻約為幾，經(jīng)過分析后發(fā)現(xiàn)方案甲不合適，你認為方案甲不合適的原因是。A．滑動變阻器起不到調(diào)節(jié)電路的作用

B．電流表量程不夠大C．電壓表分流明顯導致測量誤差偏大

D．電壓表示數(shù)達不到量程的三分之一（2）實驗小組根據(jù)方案乙進行實驗，根據(jù)數(shù)據(jù)作出圖像如圖丙，已知圖像的斜率為，縱坐標截距為，電表內(nèi)阻為，可求得被測電池的電動勢，內(nèi)電阻。（3）改變電極間距、電極插入深度重復實驗，測得數(shù)據(jù)如圖所示。序號電極插入深度h/cm電極間距d/cm電動勢E/V內(nèi)阻r/Ω1421.01659812441.05695083221.08311073分析以上數(shù)據(jù)可知水果電池電動勢與電極插入深度和電極間距（填“均有關(guān)”或“均無關(guān)”）；電極插入越深，水果電池內(nèi)阻越；電極間距越大，水果電池內(nèi)阻約?！敬鸢浮緼D/DA均有關(guān)小大【詳解】（1）[1]A．滑動變阻器最大阻值只有，而蘋果電池的內(nèi)阻約為幾，則滑動變阻器起不到調(diào)節(jié)的作用，故A正確；B．蘋果電池的電動勢約為，內(nèi)阻約為幾，由閉合電路的歐姆定律可知，電路最大電流不會超過，則電流表幾乎沒有示數(shù)，故B錯誤；C．電壓表內(nèi)阻遠大于滑動變阻器的電阻，電壓表的分流不明顯，故C錯誤；D．蘋果電池的電動勢約為，電壓表示數(shù)達不到量程的三分之一，故D正確。故選AD。（2）[2][3]根據(jù)圖乙電路圖，由閉合回路歐姆定律有，整理可得，結(jié)合圖丙圖像可得，，，解得，（3）[4][5][6]由表中實驗數(shù)據(jù)可知，水果電池電動勢與電極插入深度和電極間距均有關(guān)，在電極間距離相等時，由表中第1組與第3組實驗數(shù)據(jù)可知，電極插入越深，水果電池內(nèi)阻越小；由表中第1組與第2組數(shù)據(jù)可知，在電極插入深度相同時，電極間的距離越大，水果電池內(nèi)阻越大。【變式2】（2023·廣東梅州·統(tǒng)考二模）某同學利用圖甲的電路圖測量電源的電動勢（E）和內(nèi)阻（r）。圖中V為理想電壓表，R為電阻箱。

（1）開關(guān)S閉合前，將電阻箱阻值調(diào)到（選填“最大”或“最小”）。（2）開關(guān)S閉合后，調(diào)節(jié)電阻箱，分別記錄下電阻箱阻值R和電壓表示數(shù)U，記錄多組數(shù)據(jù)后，作出圖像，如圖乙所示。根據(jù)圖乙可得電源的電動勢、內(nèi)阻。（3）若電壓表的內(nèi)阻不是無窮大，則該方法測得的電源電動勢（選填“偏大”或“偏小”），電源內(nèi)阻（選填“偏大”或“偏小”）。【答案】最大偏小偏小【詳解】（1）[1]為了保證電源安全，電阻箱阻值應(yīng)調(diào)到最大。（2）[2][3]根據(jù)閉合電路歐姆定律有，整理得，結(jié)合圖像可得，，（3）[4][5]若考慮電壓表的內(nèi)阻不是無窮大，根據(jù)閉合電路歐姆定律有，，整理得，結(jié)合圖像可得，，故測得的電源電動勢偏小，電源內(nèi)阻偏小?！净A(chǔ)過關(guān)】1．（2023·天津濱海新·統(tǒng)考一模）實驗小組選用以下器材測量電池組的電動勢和內(nèi)阻，要求測量結(jié)果盡量準確。電壓表V（量程0~3V，內(nèi)阻約為）電流表A（量程0~0.6A，內(nèi)阻約為）滑動變阻器（阻值變化范圍為0~，額定電流為1A）定值電阻R（阻值為）待測電池組E（電動勢約為3V，內(nèi)阻約為）開關(guān)、導線若干（1）該小組連接的實物電路如圖甲所示，實驗中發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動變阻器時，電流表讀數(shù)變化明顯但電壓表讀數(shù)變化不明顯，主要原因是A．電壓表內(nèi)阻太小

B．電流表內(nèi)阻太大

C．待測電池內(nèi)阻太?。?）為了解決這個問題，該小組將定值電阻R接入電路，請將不用的線用“×”去掉，再把需要的連線補上。（3）解決問題后重新做實驗，得到了六組電壓表讀數(shù)U和對應(yīng)的電流表讀數(shù)I，并作出圖像，如圖乙所示。根據(jù)圖像觀察到，曲線縱截距為2.9，橫截距為0.50，則可推算電池組的電動勢為V，內(nèi)阻為。（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）【答案】C2.90.80【詳解】（1）[1]實驗中發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動變阻器時，電流表讀數(shù)變化明顯但電壓表讀數(shù)變化不明顯，主要原因是待測電池內(nèi)阻太小，導致路端電壓變化不明顯。故選C。（2）[2]為了使電壓表讀數(shù)變化明顯，可將定值電阻R接入電路的干路中，如圖所示（3）[3][4]根據(jù)圖示電路圖，由閉合電路的歐姆定律可得可知圖乙圖像的縱軸截距等于電動勢，則有圖像的橫軸截距為0.50，則有，解得內(nèi)阻為2．（2023·江蘇鹽城·統(tǒng)考三模）利用如圖所示的電路既可以測量電壓表和電流表的內(nèi)阻，又可以測量電源的電動勢和內(nèi)阻。主要實驗步驟如下：

步驟一：按圖連接好電路，調(diào)節(jié)電阻箱R1和R2，閉合開關(guān)S1和S2，再反復調(diào)節(jié)R1和R2，使電流計G的示數(shù)為0，讀出電流表A、電壓表V、電阻箱R1、電阻箱R2的示數(shù)分別為I1、U1、R1、R2；步驟二：反復調(diào)節(jié)電阻箱R1和R2（與步驟一中的電阻值不同），使電流計G的示數(shù)仍為0，讀出電流表A、電壓表V的示數(shù)分別為I2、U2.回答下列問題：（1）在步驟一中，閉合開關(guān)S1和S2前，調(diào)節(jié)電阻箱至阻值（填“最大”、“最小”）；（2）在步驟二中，將電阻箱R1的阻值減小，使電流計G的示數(shù)為0，則電阻箱R2阻值（填“增大”、“減小”）；（3）利用步驟一中的測量數(shù)據(jù)可以求得電壓表的內(nèi)阻RV=；（4）結(jié)合步驟一和步驟二中的測量數(shù)據(jù)可以求得電源電動勢E=；（5）電流計G的內(nèi)阻對電動勢的測量值（填“有”、“無”）影響，其理由是?！敬鸢浮孔畲鬁p小無靈敏電流計兩側(cè)電勢相等【詳解】（1）[1]為了保護電路安全，閉合開關(guān)S1和S2前，調(diào)節(jié)電阻箱至阻值最大；（2）[2]要使電流計G的示數(shù)為0，將電阻箱R1的阻值減小，向上流的電流增大，要求增大向下流的電流，所以減小R2；（3）[3]由于電流計G的示數(shù)為0，所以電流表的示數(shù)等于電壓表的電流與電阻R1的電流之和。則在步驟1中，通過電壓表的電流，電壓表的內(nèi)阻為，聯(lián)立可得（4）[4]根據(jù)閉合電路歐姆定律得E=U1+I1r，E=U2+I2r，解得（5）[5][6]電流計G的內(nèi)阻對電動勢的測量值無影響，其理由是靈敏電流計兩側(cè)電勢相等，無電流流過。3．（2023·陜西·校聯(lián)考模擬預測）家庭的各種遙控器中都會用到干電池，某同學想測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻。該同學按圖甲所示的電路連接進行實驗操作，并利用實驗測得的數(shù)據(jù)在坐標紙上繪制出如圖乙所示的U-I圖像。除電池、開關(guān)、導線外，可供使用的器材還有：A．電壓表（量程3V）B．電流表（量程0.6A）C．電流表（量程3A）D．定值電阻（阻值0.3Ω，額定功率4W）E．滑動變阻器（阻值范圍0-5Ω，額定電流為1A）F．滑動變阻器（阻值范圍0-200Ω，額定電流為2A）

（1）請畫出與圖甲對應(yīng)的電路圖。

（2）為方便實驗調(diào)節(jié)且能較準確地進行測量，電流表應(yīng)當選擇；滑動變阻器應(yīng)選用。（選填器材前的字母序號）（3）該電池的電動勢E=V，內(nèi)電阻r=Ω。（結(jié)果保留2位小數(shù)）（4）下列關(guān)于這個實驗敘述正確的是。A．這種方法得到的電動勢測量值比真實值偏大B．這種方法得到的電動勢測量值比真實值偏小C．由于電壓表的分流作用，使實驗測量值存在誤差，故最好采用內(nèi)阻更大的電壓表D．由于電流表的分壓作用，使實驗測量值存在誤差，故最好采用內(nèi)阻更小的電流表【答案】BE1.490.52BC/CB【詳解】（1）[1]根據(jù)實物圖畫出電路圖如下

（2）[2][3]為了方便實驗調(diào)節(jié)且能較準確地進行測量，滑動變阻器應(yīng)選用阻值較小的，即選擇。電流表選B電流的讀數(shù)會更準確。（3）[4][5]根據(jù)閉合電路歐姆定律可得，可得可知U-I圖像的縱軸截距等于干電池的電動勢，對照乙圖像可知電源電動勢為1.49V，圖像的斜率絕對值為，，電源內(nèi)阻為（4）[6]由于電壓表的分流作用，電壓測量值準確，但通過和r的電流值比測量值偏大可得測量的內(nèi)阻偏小，電動勢也偏小。但在這個實驗中電流表的分壓作用對測量結(jié)果沒有影響。4．（2023·江西·校聯(lián)考模擬預測）某實驗小組想用伏安法測量在光照一定的情況下某太陽能電池的電動勢E（約3V）并探究其內(nèi)阻的變化特性。設(shè)計的電路如圖甲所示，電路中，電流表的內(nèi)阻忽略不計。

（1）電路中定值電阻的作用是。（2）實驗小組調(diào)節(jié)滑動變阻器測得多組電壓和電流數(shù)據(jù)，并在坐標紙上描繪出光照一定情況下，電池的路端電壓U與輸出電流I的關(guān)系如圖乙，由圖像可知，當輸出電流時，U與I成線性關(guān)系。則該電池的電動勢E＝V，在滿足U與I成線性關(guān)系的條件下，該電池的內(nèi)阻r＝。（均保留兩位有效數(shù)字）（3）當電流大于150mA時，隨著電流增大，電池的電阻（選填“增大”、“減小”或“不變”）；當電壓表（可視為理想電壓表）的示數(shù)為0.5V時，電池的輸出功率為W（保留兩位有效數(shù)字）?！敬鸢浮勘Ｗo電路2.93.3增大0.42【詳解】（1）[1]電路中定值電阻起保護電路的作用；（2）[2]由圖像可知，電池的電動勢為2.9V；[3]由閉合電路歐姆定律可知，圖像線性部分的斜率的絕對值等于內(nèi)阻的大小，（3）[4]當電流大于150mA時，隨著電流增大，圖線斜率變大，電池的電阻增大；[5]當電壓表（可視為理想）的示數(shù)為0.5V時，電流表的示數(shù)為0.268A，此時電池的輸出功率，5．（2022·浙江·校聯(lián)考一模）小寶根據(jù)甲圖電路測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，（1）他用多用電表的直流電壓2.5V檔粗測干電池的電動勢和內(nèi)阻，紅表筆應(yīng)當連接電源（選填“正極”或“負極”）；如圖乙所示的讀數(shù)是V。他還想用歐姆擋直接粗測其內(nèi)阻，你認為（選填“可以”或“不可以”）。

（2）小寶為了更精確測出電池電動勢和內(nèi)阻，采用器材如下：待測干電池一節(jié)，電壓傳感器（量程－20V~＋20V），電流傳感器（－2A~＋2A），滑動變阻器（，額定電流1A），開關(guān)及若干導線。他已在實物連線圖丙中接了部分導線，請你幫他補畫剩下的兩條連線以完成實驗目的。

（3）電路連接好后，在閉合電鍵前，滑動變阻器觸頭P應(yīng)置于（填“a”或“b”）端。（4）改變接入電路的阻值，采集到多組電流和電壓值，得到圖像如圖丁所示的直線。根據(jù)圖像，可求出該電池的電動勢V（保留三位有效數(shù)字），內(nèi)阻（保留兩位有效數(shù)字）?！敬鸢浮空龢O1.48/1.47/1.49不可以見解析a1.501.0【詳解】（1）[1]用多用電表的直流電壓2.5V檔粗測干電池的電動勢和內(nèi)阻，紅表筆應(yīng)當連接電源正極；[2]由圖乙可知，讀數(shù)為1.48V；[3]歐姆擋測電阻時，外電路不能有電源，所以不可以用歐姆擋直接粗測干電池的內(nèi)阻。（2）[4]完整的實物連線如圖所示

（3）[5]為了保證電路安全，電路連接好后，在閉合電鍵前，滑動變阻器接入電阻應(yīng)最大，則滑動變阻器觸頭P應(yīng)置于a端。（4）[6][7]根據(jù)閉合電路歐姆定律，可得可知圖像的縱軸截距等于電動勢，則有圖像的斜率絕對值等于內(nèi)阻，則有【能力提升】1．（2023·海南省直轄縣級單位·嘉積中學?？家荒＃┈F(xiàn)有一電源，其電動勢約為3V，內(nèi)阻約為。為精確測量該電源的電動勢和內(nèi)阻，實驗室有可供選擇的實驗器材如下：A．電流表A1（量程為0~0.6A，內(nèi)阻為）B．電流表A2（量程為0~3A，內(nèi)阻未知）C．電阻箱（阻值范圍為）D．滑動變阻器（阻值范圍為）E．開關(guān)S及導線若干（1）若需要精確測量該電源的電動勢和內(nèi)阻，應(yīng)選擇實驗器材是（填器材前的序號）。（2）請設(shè)計合適的電路圖測量該電源的電動勢和內(nèi)阻，畫在圖甲所示的虛線框內(nèi)。

（3）某實驗小組的同學利用正確設(shè)計的電路得到多組數(shù)據(jù)，以所選的電阻阻值R為橫坐標、電流表的示數(shù)的倒數(shù)為縱坐標，繪出的?R圖像如圖乙所示，圖像的斜率為k，縱軸截距為b，由此求出電源的電動勢E=、內(nèi)阻r=。（均用字母k、b及題中所給物理量表示）【答案】ACE/ECA

【詳解】（1）[1]由實驗所給的器材可知，電流表可測電路中的電流，結(jié)合閉合電路歐姆定律，因為實驗器材沒有給電壓表，所以必須要知道電阻的阻值，應(yīng)選電阻箱。因為電流表A1的阻值已知，為精確測量該電源的電動勢和內(nèi)阻應(yīng)選電流表A1，開關(guān)S和導線必須選，故應(yīng)選擇的實驗器材為A、C、E。（2）[2]實驗電路圖如圖所示。

（3）[3]由閉合電路歐姆定律有，變形得?R圖像的斜率，解得電源的電動勢，[4]圖像的截距，，解得電源內(nèi)阻，2．（2023·遼寧大連·遼師大附中校考模擬預測）某同學要測量某舊電池的電動勢和內(nèi)阻。實驗室可提供以下器材：A．多用電表B．電壓表（量程15V，內(nèi)阻約為8kΩ）C．電流表（量程3A，內(nèi)阻為3Ω）D．滑動變阻器（最大阻值為50Ω）E.電阻箱（最大阻值為9999.9Ω）F.開關(guān)和導線若干（1）該同學先用多用電表直流50V擋測量電池正負極之間的電壓，測量時，多用電表的指針位置如圖甲所示，則讀數(shù)為V。（2）該同學認為用多用電表測量誤差較大，于是他首先利用部分實驗器材連接成如圖乙所示的電路，將電壓表與電阻箱串聯(lián)改裝成一個量程為30V的電壓表。①將滑動變阻器觸頭移至最左端，電阻箱的阻值調(diào)為零，閉合開關(guān)，然后調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)達到滿偏；②保持滑動變阻器接入電路的阻值不變，調(diào)節(jié)電阻箱（電阻箱阻值變化對電路總電阻的影響可忽略不計），只需將電壓表示數(shù)調(diào)為V，即可得到一個量程為30V的電壓表。（3）該同學將（2）中調(diào)好的電阻箱與其他實驗器材連接成如圖丙所示的電路，用伏安法測量電池的電動勢和內(nèi)阻。根據(jù)測得的實驗數(shù)據(jù)，該同學作出了電壓表示數(shù)U和電流表示數(shù)I的關(guān)系圖像如圖丁所示，則該電池的電動勢V，內(nèi)阻Ω。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）【答案】23.07.523.95.53【詳解】（1）[1]由圖可知，50V量程的分度值為1V，故讀數(shù)為23.0V。（2）[2]②要使15V量程電壓表的量程變?yōu)?0V，則需使量程擴大為原來的2倍，根據(jù)實驗步驟，設(shè)此時電壓表示數(shù)為，則有U+U=15V解得，（3）[3][4]根據(jù)閉合電路歐姆定律，代入數(shù)據(jù)得，，，聯(lián)立解得E=23.9V3．（2023·四川成都·石室中學校考模擬預測）某同學利用如圖甲所示的電路圖測量某電源的電動勢和內(nèi)阻，其中定值電阻（阻值約為），電阻箱的調(diào)節(jié)范圍為，電壓表的量程分別為，兩電表的內(nèi)阻很大。實驗時該同學完成了如下的操作：

（1）組裝好實驗器材后，將電阻箱的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱使電壓表的指針指到滿偏，再增大電阻箱的阻值，讀出兩電壓表的示數(shù)，反復調(diào)節(jié)記錄多組實驗數(shù)據(jù)。（2）為了準確測量的阻值，該同學利用（1）中的數(shù)據(jù)建立如圖乙所示的坐標系并繪制圖像，則圖像與縱軸的交點應(yīng)為；電路圖甲中定值電阻的阻值。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）（3）該同學又利用（1）中的數(shù)據(jù)建立如圖丙所示的坐標系并繪制圖像，由圖像可知該電源的電動勢，內(nèi)阻（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）；內(nèi)阻的測量值與真實值相比將（選填“偏大”“偏小”或“不變”）?！敬鸢浮?.0194.53.0偏小【詳解】（2）[1][2]串聯(lián)電路中電流處處相等，由圖甲所示電路圖可知，則，當時，所以圖像在縱軸的截距為1.0，則圖像的斜率，，解得，（3）[3][4]由圖甲所示電路圖可知，，由，，可得，結(jié)合圖像可知，電源電動勢電源內(nèi)阻，[5]由于電壓表分流的作用，實驗等效外接伏安法測電源電動勢和內(nèi)阻，內(nèi)阻的測量值比真實值偏小。4．（2023·江蘇鎮(zhèn)江·統(tǒng)考三模）某同學用如下器材來測量電壓表的內(nèi)阻.A．待測電壓表（量程0~3V，內(nèi)阻為幾千歐）B．電池組（電動勢約3V，內(nèi)阻可忽略）C．電阻箱R（0~9999.9Ω）D．開關(guān)和導線若干（1）按圖甲所示的電路測量，下圖為該同學正準備接入最后一根導線（圖中虛線所示）時的實驗電路，請指出圖中在器材操作上存在的兩個不妥之處。

（2）某次測量中電壓表示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為V；（3）該同學進行后續(xù)測量，改變電阻箱的阻值為R，測得多組電壓表的示數(shù)為U，在圖丙中作出之間的關(guān)系圖。R/kΩ0.61.52.03.04.05.00.400.500.560.670.780.88

根據(jù)圖線，可求得電源的電動勢E=，電壓表內(nèi)阻（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）。（4）若實驗中電池組內(nèi)阻不可忽略，則以上電壓表內(nèi)阻的測量值（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）?！敬鸢浮块_關(guān)未斷開，電阻箱阻值未調(diào)至最大1.60

2.7V/2.8V/2.9V/3.0V/3.1V/3.2V/3.3V/3.4V2.7kΩ/2.8kΩ/2.9kΩ/3.0kΩ/3.1kΩ/3.2kΩ/3.3kΩ偏大【詳解】（1）[1]在連接電路時開關(guān)應(yīng)斷開，圖中開關(guān)未斷開；電阻箱阻值未調(diào)至最大。（2）[2]電壓表量程選擇3V，電壓表讀數(shù)為1.60V。（3）[3]根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點作圖為

[4]由閉合電路歐姆定律得，，解得圖線的縱軸截距等于電動勢的倒數(shù)，，解得電源的電動勢，[5]根據(jù)圖線的斜率可以求出電壓表的內(nèi)阻解得電壓表內(nèi)阻，（4）[6]若實驗中電池組內(nèi)阻不可忽略，由閉合電路歐姆定律可得，解得，可見圖像的斜率不變，不計電源內(nèi)阻時測量的電動勢，，所以若實驗中電池組內(nèi)阻不可忽略，則以上電壓表內(nèi)阻的測量值偏大。5．（2023·四川成都·石室中學?？寄M預測）小明把一片銅片和一片鎂片平行靠近插入一個橙子中，組成了一個水果電池。（1）他先用多用電表測電池兩端的電壓，選擇了直流電壓2.5V擋，指針所在位置如圖甲所示，則其讀數(shù)為。小明認為這一讀數(shù)即為電池的電動勢，但小紅認為不對，其原因是，為測量水果電池的電動勢和內(nèi)阻，小紅再找來一個電阻箱、開關(guān)和導線若干，并選擇了多用電表的直流電流擋，便開始著手連線測量。試在圖乙方框中畫出測量水果電池電動勢和內(nèi)阻的電路圖。

（2）小紅不斷改變電阻箱的阻值，得到多組電阻箱阻值R和電流表的讀數(shù)I，通過數(shù)據(jù)處理，得到如圖丙所示的圖像。（圖像中數(shù)據(jù)均取國際制單位）由于作圖時漏寫了橫縱坐標表示的物理意義，但記得均在以下六個之中：I，I2，，R，R2，，請推理得出該水果電池的電動勢為V（結(jié)果保留兩位小數(shù)），內(nèi)阻為Ω。（3）利用這種方法測得的電動勢E測和內(nèi)阻r測與真實值和相比，r測。（均填“大于”“等于”或“小于”）【答案】1.20電源內(nèi)阻大，路端電壓不等于電動勢

1.681680等于大于【詳解】（1）[1]小明選擇了直流電壓2.5V擋，則讀數(shù)為[2]由于電源有內(nèi)阻，且內(nèi)阻很大，故路端電壓不等于電動勢；[3]電路圖如圖所示

（2）[4][5]由閉合電路歐姆定律，得，變形可知，電阻箱阻值R和電流表的讀數(shù)I滿足關(guān)系式，結(jié)合圖丙所示圖線，可得，，，聯(lián)立解得，（3）[6][7]根據(jù)等效電源法可知，測量的內(nèi)阻相當于電流表內(nèi)阻與電動勢內(nèi)阻串聯(lián)后的總阻值，因此測量值大于真實值，而這種情況下電動勢的測量值沒有誤差，等于真實值。【真題感知】1．（2022·天津·高考真題）實驗小組測量某型號電池的電動勢和內(nèi)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(shù)據(jù)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(jù)圖2得到該電池的電動勢V，內(nèi)阻。（3）實驗后進行反思，發(fā)現(xiàn)上述實驗方案存在系統(tǒng)誤差。若考慮到電表內(nèi)阻的影響，對測得的實驗數(shù)據(jù)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(shù)值將，與縱坐標軸交點的數(shù)值將。（兩空均選填“變大”“變小”或“不變”）【答案】B4.51.8不變變大【詳解】（1）[1]通過觀察實物圖可知電壓表接在電源兩端，故電路圖為B；（2）[2][3]根據(jù)閉合電路歐姆定律，，有，則圖線在縱軸上的截距表示電池的電動勢E，斜率是電池的內(nèi)阻r，根據(jù)圖像可知，縱軸截距為4.5，橫軸截距為2.5，結(jié)合上述分析可知電池電動勢；內(nèi)阻，（3）[4][5]分析測量電路可知系統(tǒng)誤差的來源是電壓表的分流作用，使得電流表的示數(shù)小于流過電池的電流，考慮電壓表內(nèi)阻的影響，流過電壓表的電流為可知流過電池的電流為，因電壓表內(nèi)阻不變，隨著電壓值減小，電壓表電流減小，當電壓值趨于0時，I趨于，在圖2中重新繪制的圖線如圖所示故新繪制的圖線與橫坐標軸交點的數(shù)值將不變，與縱坐標軸交點的數(shù)值將變大。2．（2022·福建·高考真題）在測量某電源電動勢和內(nèi)阻時，因為電壓表和電流表的影響，不論使用何種接法，都會產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，為了消除電表內(nèi)阻造成的系統(tǒng)誤差，某實驗興趣小組設(shè)計了如圖甲實驗電路進行測量。已知。（1）按照圖甲所示的電路圖，將圖乙中的器材實物連線補充完整。（2）實驗操作步驟如下：