江西省吉安县第三中学物理第十二章 电能 能量守恒定律精选测试卷专题练习

江西省吉安县第三中学物理第十二章电能能量守恒定律精选测试卷专题练习一、第十二章电能能量守恒定律实验题易错题培优（难）1．某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻，实验原理如图甲所示，其中，虚线框内为用灵敏电流计G改装的电流表A，V为标准电压表，E为待测电池组，S为开关，R为滑动变阻器，R0是标称值为4.0Ω的定值电阻．①已知灵敏电流计G的满偏电流I g=100μA、内阻r g=2.0kΩ，若要改装后的电流表满偏电流为200mA，应并联一只Ω（保留一位小数）的定值电阻R1；②根据图甲，用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路；③某次试验的数据如下表所示：该小组借鉴“研究匀变速直线运动”试验中计算加速度的方法（逐差法），计算出电池组的内阻r= Ω（保留两位小数）；为减小偶然误差，逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是．④该小组在前面实验的基础上，为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响，用一已知电动势和内阻的标准电池组通过上述方法多次测量后发现：电动势的测量值与已知值几乎相同，但内阻的测量值总是偏大．若测量过程无误，则内阻测量值总是偏大的原因是．（填选项前的字母）A．电压表内阻的影响 B．滑动变阻器的最大阻值偏小C．R1的实际阻值比计算值偏小 D．R0的实际阻值比标称值偏大测量次数12345678电压表V读数U/V 5.26 5.16 5.04 4.94 4.83 4.71 4.59 4.46改装表A读数I/mA20406080100120140160【答案】（2）①1.0 ②如图所示③ 1.66 充分利用测得的数据④CD【解析】解：1.根据改装后电表的量程1g ggI rI IR=+,代入解得11.0R=Ω.2.实物图如图所示3.根据闭合电路的欧姆定律()E U I R r=++可得UR rI∆+=∆,故1551U UR rI I-+=-,或2662U UI I--或3773U UI I--或()()()123456784884515.664U U U U U U U UU UI I I I+++⋅+++-==Ω--可得: 1.66r=Ω．因充分利用测得的数据,故减少一次测量的偶然误差．4.实验中,电压表为标准电压表,由于电动势的测量值与已知值几乎相同,说明电压表和滑动变阻器对实验没有影响.电压表的变化量和电流表的变化量比值的绝对值为电源内阻r和定值电阻0R之和,当1R的实际阻值比计算值偏小时,电流表的读数比实际值偏小,则测得内阻将偏大,C正确.当0R的实际阻值比标称值偏大时,算得的电源内阻也偏大,D正确.2．为了测定电源电动势E、内电阻r和定值电阻R o的阻值，某同学利用DIS(数字化信息系统)设计了如图甲所示的电路．闭合电键S1，调节滑动变阻器的滑动触头P向某方向移动时，用电压传感器1、电压传感器2和电流传感器测得数据，井根据测量数据计算机分别描绘了如图乙所示的M、N两条U-I直线，请回答下列问题(1)图乙中的M 、N 两条图线，根据电压传感器1和电流传感器的数据画得的是___________，根据电压传感器 2和电流传感器的数据面得的是___________(填图线M 或图线N )(2)图乙中两直线交点表示电路的工作状态是___________.A ．滑动变阻器的滑动头P 滑到了最右端B ．滑动变阻器的滑动头P 滑到了最左端C ．定值电阻R o 上消耗的功率为2.5WD ．电源的输出功率最大(3)根据图乙可以求得定值电阻R o=______Ω， 电源电动势E =______V ，内电阻r =______Ω.【答案】N M BD 2.5 1.5 1.25【解析】【详解】（1）[1][2]．从电路连接可以看出，电流表A 的读数增大时，电压传感器1的读数减小，电压传感器2的读数增大．故图线N 是电压传感器1和电流传感器的数据绘制的图象，图线M 是电压传感器2和电流传感器的数据绘制的图象（2）[3]．图象中两直线的交点表示电压传感器1的读数与电压传感器2的读数相等，即滑动变阻器的阻值为0，故滑动变阻器的滑动触头P 滑到了最左端，故A 错误，B 正确；图象可以得出电阻R 0的阻值大于电源的内阻，滑动变阻器的阻值减小，电源的输出功率增大，两直线的交点对应滑动变阻器的阻值为0，即电源的输出功率最大，故D 正确；、定值电阻R 0消耗功率为：P=U 2I =1.0×0.4 W=0.4W ，故C 错误；所以选择BD ．（3）[4][5][6]．从图象a 的斜率可以得出定值电阻R 0的阻值为：0 1.00 2.50.40R -==Ω-； 从甲同学的图象可以得出图象在U 轴上的截距为1.50 V ，即电源的电动势为：E =1.50 V ， 图象斜率的绝对值为： 1.5 1.0 1.250.4k -== 即电源的内阻为： r =1.25Ω．【点睛】（1）从电路连接结合电流表和电压表的读数变化判断描绘的图线的含义．（2）由图可知，图象由纵坐标的交点为电动势；由图象与横坐标的交点利用闭合电路欧姆定律可求得内电阻．（3）图象中两直线的交点表示电压传感器1的读数与电压传感器2的读数相等，即滑动变阻器的阻值为0，根据图象求解．3．为测定干电池的电动势和内阻，提供的实验器材如下所示：A ．干电池2节，每节干电池的电动势约为1. 5V ，内阻约为0. 9ΩB ．电流表A （0～0. 6A ，内阻约为0. 5Ω）C ．滑动变阻器R 1（0～50Ω，额定电流为3A ）D ．滑动变阻器R 2（0～1000Ω，额定电流为1A ）E. 电流表G （0～3mA ，R g =10Ω）F. 定值电阻3990R =ΩG. 定值电阻490R =Ω（1）由于两节干电池的内阻较小，现将03R =Ω的定值电阻与两节干电池串联后作为一个整体进行测量。

在进行实验时，滑动变阻器应选用__________，定值电阻应选用__________；（填写实验器材前的编号）（2）在如图甲所示的虚线方框中补充完整本实验电路的原理图；（______）（3）根据实验测得数据作出21I I -的图线如图乙所示，其中I 2为通过电流表G 的电流，I 1为通过电流表A 的电流，根据该图线可知，两节干电池的总电动势为__________V ，总内阻为__________Ω。

（结果均保留两位有效数字）【答案】C F 3. 0 2. 0【解析】【分析】【详解】（1）[1] 电源为两节干电池，电动势为3V ，比较小，电源的内阻也较小，为多测几组实验数据，方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器，因此滑动变阻器应选C ；[2] 上述器材中没有直接给电压表，但给了两个电流表，将电流表G 与定值电阻串联改装成电压表，改装后电压量程应约不小于3V，根据串联电路规律可知，应串联的电阻为3310Ω990Ω310R-=-=⨯故选F；（2）[3] 用改装后的电压表测量电压值，用电流表A与滑动变阻器串联测电路电流，如图所示；（3）[4] 由电路图，根据闭合电路的欧姆定律可得23120()()()GE I R R I I R r=++++整理得213030G GR r EI IR R R r R R R r+=-+++++++设图像与纵轴的交点为b，图像的斜率为k，可得30GEbR R R r=+++30GR rkR R R r+=+++联立上式，代入数据解得3.0VE=， 2.0Ωr=[5] 由上题可知， 2.0Ωr=4．某同学利用一个电阻箱、一个电压表（视为理想电表）、一个定值电阻（05ΩR=）、一个开关和若干导线测定一电源（电动势小于3V）的电动势及内阻，实验原理图如图（甲）所示。

(1)根据实验原理图完成实物图（乙）中的连线______________。

(2)若某次测量时电阻箱的旋钮位置如图（丙）所示的，电压表的示数如图（丁）所示，则电阻箱的阻值为________Ω，电压表的示数为__________V。

(3)改变电阻箱的电阻R ，读出电压表的示数U ，然后根据实验数据描点，绘出的图像是一条直线11U R-。

若直线的斜率为k ，在坐标轴上的截距为b ，则电源的电动势E =__________，内阻r =_________。

（用k 、b 和0R 表示） 【答案】 115.0 2.30 1b 0k R b- 【解析】 【分析】【详解】（1）根据电路图连接实物图如图所示（2）如图（丙）和（丁），电阻箱和电压表的读数分别为11001105100.1115.0R =⨯+⨯+⨯+⨯=Ω， 2.30U =Ｖ（3）根据电路图可知电路的电流满足关系0+E U I R R r R==+ 变形可得 0111R r U E R E+=+ 再由11U R-图像的斜率为k ，在坐标轴上的截距为b ，即 11k b U R=+ 所以可得0R r k E+=，1b E = 即可求得1E b =，0k r R b=-5．（1）如图所示为某多用电表内部简化电路图，作电流表使用时，选择开关S 应接________(选填“1”“2”“3”“4”或“5”)量程较大．（2）某同学想通过多用表的欧姆挡测量量程为3 V 的电压表内阻(如图乙)，主要步骤如下：① 把选择开关拨到“×100”的欧姆挡上；② 把两表笔相接触，旋转欧姆调零旋钮，使指针指在电阻零刻度处；③ 把红表笔与待测电压表________(选填“正”或“负”)接线柱相接，黑表笔与另一接线柱相连，发现这时指针偏转角度很小；④ 换用________(选填“×10”或“×1 k”)欧姆挡重新调零后测量，发现这时指针偏转适中，记下电阻数值；⑤ 把选择开关调至空挡或交流电压最高挡后拔下表笔，把多用电表放回桌上原处，实验完毕．（3） 实验中(如图丙)某同学读出欧姆表的读数为_________Ω，这时电压表读数为___________V.（4）请你计算欧姆表内部电源电动势为________V ．(保留两位有效数字)【答案】1 负 ×1k 4.0×104 2.20 3.0【解析】（1）当做电流表使用时，电阻应和表头并联分流，故连接1和2时为电流表，根据欧姆定律可知并联支路的电压相等，并联支路的电阻越大，分流越小，故当接1时量程最大；（2）③根据“红进黑出”原理，即电流从红表笔流进可知红表笔接电压表的负极；④欧姆表在测量电阻时指针从无穷大处开始偏转，故欧姆表指针偏转很小，说明被测电阻大，档位应提升一级，即换×1k的测量；（3）欧姆表的读数为440.01000 4.010VR=⨯=⨯Ω；电压表分度值为0.1V，故读数为2.20V；（4）根据（3）采用的档位可知中值电阻即欧姆表内阻为41.510r=⨯Ω，根据闭合回路欧姆定律可得4.02.24.0 1.5VVRE ER r==++，解得3.0VE≈．6．电流表G1的量程为0～5mA，内阻r＝290Ω，把它改装成如图甲所示的一个多量程多用电表.电流档小量程为0～10mA，大量程为0～100mA；电压档小量程为0～10V，大量程为0～25V.(1)某次测量时该多用电表指针位置如图乙所示.若此时开关S端是与“6”相连的，则此多用电的表读数为_____.(2)已知图甲中的电源E的电动势为15V，当把开关S接到位置4，短接A、B表笔进行欧姆调零后，用该档测量一个未知电阻阻值，指针偏转到电流表G1满偏刻度的15处，则该电阻的阻值为_____kΩ.(3)此多用电表的表笔A为_____（“红色”或“黑色”），图中电阻R5＝_____Ω.【答案】20.0V（19.8～20.2） 6 红色 29【解析】【详解】(1)[1]开关S端与“6”相连，作为大量程电压表使用，量程为0～25V，根据电压表读数规则可知，多用电表读数为20.0V；(2)[2]分析多用电表内部结构，开关S端与“4”相连，则作为欧姆表使用，此时干路电流最大为I m＝10mA，则根据闭合电路欧姆定律可知，E()5mxIR r=+内E＝I m r内联立解得R x＝6kΩ；(3)[3]电流从红表笔流入电表，故多用电表的表笔A为红表笔.[4]当开关S端接“1”时，电流挡的量程为0～100mA，根据电表改装原理可知，I g(r+R6)＝(I1-I g)R5；当开关S端接“2”时，电流挡的量程为0～10mA，I g r＝(I2-I g)(R5+R6），联立解得R5＝29Ω.7．某同学利用如图所示的电路可以测量多个物理量．实验室提供的器材有：两个相同的待测电源(内阻1Ω)r≈，电阻箱1(R最大阻值为999.9Ω)，电阻箱2(R最大阻值为999.9Ω)，电压表V(内阻约为2kΩ)，电流表A(内阻约为2Ω)，灵敏电流计G，两个开关1S、2S．主要实验步骤如下：①按图连接好电路，调节电阻箱1R和2R至最大，闭合开关1S和2S，再反复调节1R和2R，使电流计G的示数为0，读出电流表A、电压表V、电阻箱1R、电阻箱2R的示数分别为1I、1U、1R、2R；②反复调节电阻箱1R和2(R与①中的电阻值不同)，使电流计G的示数为0，读出电流表A、电压表V的示数分别为2I、2U．回答下列问题：（1）电流计G的示数为0时，电路中A和B两点的电势Aφ和Bφ的关系为______；（2）电压表的内阻为______，电流表的内阻为______；（3）电源的电动势E为______，内阻r为______。