北京市丰台区物理第十二章 电能 能量守恒定律专题试卷

北京市丰台区物理第十二章 电能 能量守恒定律专题试卷

一、第十二章 电能 能量守恒定律实验题易错题培优（难）

1．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

8

Ω200Ω0.040

R =

=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

7.8

2290.034

U k I ∆=

=≈Ω∆， 电源内阻

222920029r k R =-=Ω-Ω=Ω．

2．小王和小李两同学分别用电阻箱、电压表测量不同电源的电动势和内阻。

（1）小王所测电源的内电阻r 1较小，因此他在电路中接入了一个阻值为2.0Ω的定值电阻R 0，所用电路如图甲所示。

①请根据图甲用笔画线代替导线将图乙所示器材连接成完整的实验电路_____。 ②闭合开关S ，调整电阻箱的阻值R ，读出电压表（可视为理想电压表）相应的示数U ，得到了一组U 、R 数据。为了比较准确地得出实验结论，小王同学准备用直线图象来处理实验数据，应选择以下哪个图像来处理数据________。

A ．U R -

B ．U U R -

C ．1R U

- D ．0U U R - （2）小李同学所测电源的电动势E 2约为9V ，内阻r 2为35～55Ω，允许通过的最大电流为50mA 。小李同学所用电路如图丙所示，图中电阻箱R 的阻值范围为0～9999Ω。

①电路中R 0为保护电阻。实验室中备有以下几种规格的定值电阻，阻值和允许通过的最大电流如下，本实验中应选用________。

A ．20Ω，125mA

B ．50Ω，20mA

C ．150Ω，60mA

D ．1500Ω，5mA

②实验中通过调节电阻箱的阻值，记录电阻箱的阻值R 及相应的电压表的示数U ，根据测得的多组数据，作出

011

U R R

-+图线，图线的纵轴截距为a ，图线的斜率绝对值为b ，则

电源的电动势E2＝______，内阻r2＝________。

【答案】 B C

1

a

b

a

【解析】

【分析】

【详解】

（1）①[1]根据电路图，实物图连接如图所示：

②[2]根据欧姆定律可知

101

U

E U R r

R

=++

()

可得

101

U

U E R r

R

=-+

()

故横坐标为

U

R

，选项B正确，ACD错误。

故选B。

（2）①[3]电路最小总电阻约为

min

9

180

0.05

R=Ω=Ω

为保护电路安全，保护电阻应选C(150Ω，60mA)，选项C正确，ABD错误。故选C。

②[4][5]在闭合电路中，电源电动势为

222

U

E U Ir U r

R R

=+=+

+

则

2

202

111

r

U E R R E

=⋅+

+，

则

11

U R R

-

+图象是直线。

截距为

2

1a E =

斜率为

2

2

r b E =

解得

21E a =

，2b r a

=

3．某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材： A ．被测干电池一节

B ．电流表A 1 :量程0〜0. 6A ，内阻约为0.2

C ．电流表A 2:量程0〜0.6A ，内阻为0.1

D ．电压表V 1:量程0〜3V ，内阻未知 E.电压表V 2 :量程0

〜15V ，内阻未知 F.滑动变阻器R 1:0〜10，2A G.滑动变阻器R 2:0〜100，1A H.开关、导线若干

伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差。在现有器材的条件下，为消除上述系统误差，尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。

（1）在上述器材中请选择适当的器材：电流表___, 电压表_____，滑动变阻器选______。（填写器材前的序号字母)

（2）实验电路图应选择下图中的______(填“甲”或“乙”）

（3）根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U-I 图象。由此可知，干电池的电动势E =___V ，内电阻r =_____。（结果保留一位小数) 【答案】C D F 乙 1.5 0.9 【解析】 【详解】

(1)[2]干电池的电动势约为1.5V ，故为了读数准确，电压表应选择D ；[1]内阻较小，为了准确测量内阻，选择已知内阻的电流表C ；[3]滑动变阻器阻值较小有利于电表的数值变化，减小误差，故选F ；

(2)[4]根据以上分析可知，电流表与电池串联，将电流表内阻等效为电源内阻，故电路图选