山东淄博实验中学物理第十二章 电能 能量守恒定律精选测试卷

山东淄博实验中学物理第十二章电能能量守恒定律精选测试卷一、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．用图甲中所示的电路测定一种特殊的电池的电动势和内阻，它的电动势E约为8V，内阻r约为30Ω，已知该电池允许输出的最大电流为40mA．为防止调节滑动变阻器时造成短路，电路中用了一个定值电阻充当保护电阻，除待测电池外，可供使用的实验器材还有:A ．电流表A(量程0.05A ，内阻约为0.2Ω)B ．电压表V(量程6V ，内阻20kΩ)C ．定值电阻R 1(阻值100Ω，额定功率1W)D ．定值电阻R 2(阻值200Ω，额定功率1W) E.滑动变阻器R 3(阻值范围0~10Ω，额定电流2A) F.滑动变阻器R 4(阻值范围0~750Ω，额定电流1A) G.导线和单刀单掷开关若干个(1)为了电路安全及便于操作，定值电阻应该选___________；滑动变阻器应该选___________．(均填写器材名称代号)(2)接入符合要求的实验器材后，闭合开关S ，调整滑动变阻器的阻值，读取电压表和电流表的示数．取得多组数据，作出了如图乙所示的图线．根据图象得出该电池的电动势E 为___________V ，内阻r 为___________Ω．(结果均保留2位有效数字) 【答案】R 2 R 4 7.8 29 【解析】 【分析】（1）应用欧姆定律求出电路最小电阻，然后选择保护电阻；根据电源内阻与保护电阻的阻值，选择滑动变阻器．（2）电源的U -I 图象与纵轴交点的坐标值是电源的电动势，图象斜率的绝对值是电源内阻． 【详解】（1）[1]为保护电源安全，电路最小电阻8Ω200Ω0.040R ==最小， 保护电阻阻值至少为200Ω30Ω170Ω100Ω-=>，则保护电阻应选定值电阻2R ；[2]电源等效电阻（电源内阻与保护电阻之和）为200Ω，为进行多次实验，测出多组实验数据，滑动变阻器应选滑动变阻器4R ．（2）[3]由电源U -I 图象可知，图象与纵轴的交点坐标值是7.8，则电源电动势E =7.8V ， [4]图象斜率7.82290.034U k I ∆==≈Ω∆， 电源内阻222920029r k R =-=Ω-Ω=Ω．3．（1）下列给出多种用伏安法测电池电动势和内阻的数据处理方法，其中既能减小偶然误差又直观、简便的是_____A ．测出两组I 、U 的数据，代入方程组E=U 1+I 1r 和E=U 2+I 2rB ．多测几组I 、U 的数据，求出几组E 、r ，最后分别求出其平均值C ．测出多组I 、U 的数据，画出U-I 图像，在根据图像求E 、rD ．多测几组I 、U 的数据，分别求出I 和U 的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即 为电动势E ，再利用闭合电路欧姆定律求出内电阻r（2）(多选)用如图甲所示的电路测定电池的电动势和内阻，根据测得的数据作出了如图乙所示的U-I 图像，由图像可知_______A ．电池的电动势为1.40VB ．电池内阻值为3.50ΩC ．外电路短路时的电流为0.40AD ．当电压表示数为1．20V 时，电路电流为0．2A（3）如上（2）中甲图所示，闭合电键前，应使变阻器滑片处在________（填“左”或“右”）端位置上．（4）．(多选)为了测出电源的电动势和内阻，除待测电源和开关、导线以外，配合下列哪组仪器，才能达到实验目的_______ A ．一个电流表和一个电阻箱B ．一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器C ．一个电压表和一个电阻箱D ．一个电流表和一个滑动变阻器 【答案】C ； AD ； 左； ABC 【解析】(1) A 项中根据两组测量数据可以算出一组E 、r 值，但不能减少偶然误差；B 项中可行，但不符合题目中“直观、简便”的要求，D 选项的做法是错误的，故符合要求的选项为C ． (2) A 项：由图示图象可知，电源U-I 图象与纵轴交点坐标值为1.40，则电源的电动势测量值为1.40V ，故A 正确；B 项：电源内阻等于图象斜率的大小，为1Ur I∆==Ω∆，故B 错误； C 项：由图示图象可知，路端电压为1.00V 时，电路电流为0.4A ，可知外电路发生短路时的电流为=1.4EI A r=短，故C 错误； D 项：当电压表示数为1.20V 时，0.20E UI A r='-=，故D 正确； (3)为了保护用电器，在闭合开关前滑动变阻器应调到最大电阻处，即应使变阻器滑片处在左端位置；(4) 测定电源的电动势和内阻的原理是闭合电路欧姆定律E=U+Ir ，可以一个电压表、一个电流表分别测量路端电压和电流，用滑动变阻器调节外电阻，改变路端电压和电流，实现多次测量．也可以用电流表和电阻箱组合，可代替电流表和电压表，或用电压表和电阻箱组合，代替电压表和电流表，同样能测量电源的电动势和内阻，故ABC 正确． 点晴：由图象的纵坐标可知电源的电动势，由纵坐标的交点可知路端电压为1V 时的电流，由闭合电路欧姆定律可得出内电阻；测定电源的电动势和内阻的原理是闭合电路欧姆定律，实验的电路有三种，分别是伏安法、伏阻法和安阻法．4．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. 9Ω B ．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 =Ω G. 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 =5．某同学为了测一节干电池的电动势E 和内电阻r ．⑴ 先用多用电表估测电动势E ．将选择开关旋至直流2.5V 档，红、黑表笔与干电池的正、负极相接，此时指针所指位置如图甲所示，则此时多用表的读数为_______V ．⑵ 再用伏安法更精确地测量该干电池的电动势和内电阻，实验电路如图乙所示．请你用实线代替导线在图丙中连接好实物_______，要求变阻器的滑动头向右滑动时，其电阻值变大．⑶ 由实验测得的7组数据已在图丁的U -I 图上标出，请你完成图线________．由图象可得E ＝_______V （保留三位有效数字），r ＝_______Ω（保留两位有效数字）． ⑷ 这位同学对以上实验的系统误差进行了分析，其中正确的是_______． A ．主要是由电压表的分流引起的 B ．主要是由电流表的分压引起的 C ．电动势测量值小于真实值 D ．内阻测量值大于真实值【答案】1.450.01±； 图见解析； 图见解析; 1.490.01± ; 1.0-1.1; AC; 【解析】 【详解】（1）选择开关旋至直流2.5V 档，由图示多用电表可知，多用电表分度值是0.5V ，多用电表示数是1.45V ；（2）变阻器的滑动头向右滑动时，其电阻值变大，滑动变阻器应接左下接线柱，根据实验电路图连接实物电路图，如图丙所示；（3）用直线把坐标系中各点连接起来，得到U-I 图象，如图丁所示；由图象可知，图象与纵轴交点是1.5V ，则电源电动势E=1.5V ，电源内阻1.50 1.10 1.10.36U V V r I A-==≈Ω； （4）在测量电源的电动势和内阻时，电压表测量电源的外电压准确，电流表测量通过电源的电流偏小，因为电压表起分流作用．可以将电压表内阻与电源并联后看作等效电源，实际测量的是等效电源的电动势和内电阻，知电动势的测量值偏小，内电阻的测量值偏小．故AC 正确，BD 错误，故选AC. 【点睛】电源的U-I 图象斜率等于电源内阻；由图象求电源内阻时，一定要注意图象纵坐标轴的起点是否是零，这是容易忽略的地方．6．小华、小刚共同设计了图甲所示的实验电路，电路中的各个器材元件的参数为：电池组（电动势约6V ，内阻r 约3Ω）、电流表（量程2.0A ，内阻r A =0.8Ω）、电阻箱R 1（0~99.9Ω）、滑动变阻器R 2（0~R t ）、开关三个及导线若干．他们认为该电路可以用来测电源的电动势、内阻和R 2接入电路的阻值．（1）小华先利用该电路准确地测出了R 2接入电路的阻值．他的主要操作步骤是：先将滑动变阻器滑片调到某位置，接着闭合S 、S 2，断开S 1，读出电流表的示数I ；再闭合S 、S l ，断开S 2，调节电阻箱的电阻值为3.6Ω时，电流表的示数也为I ．此时滑动变阻器接入电路的阻值为_________Ω．（2）小刚接着利用该电路测出了电源电动势E 和内电阻r ． ①他的实验步骤为：a ．在闭合开关前，调节电阻R 1或R 2至 _________（选填“最大值”或“最小值”），之后闭合开关S ，再闭合_______（选填“S 1”或“S 2”）；b ．调节电阻________（选填“R 1”或“R 2”），得到一系列电阻值R 和电流I 的数据；c ．断开开关，整理实验仪器． ②图乙是他由实验数据绘出的1R I-图象，图象纵轴截距与电源电动势的乘积代表_______（用对应字母表示），电源电动势E =_____V ，内阻r =______Ω．（计算结果保留两位有效数字）．【答案】3.6 最大值 S 1 R 1 R A 与r 之和 6.0 2.8 【解析】 【分析】（1）由电路的结构可知测出了2R 接入电路的阻值用的是等值替代法．（2）实验中采用的是电阻箱和电流表的方式测定电动势和内电阻；根据实验的原理可知应采用的方式；（3）分析电流与电阻的关系，由闭合电路欧姆定律可得出符合本实验的公式，再结合图象的性质利用函数关系即可求得电动势和内电阻。