河南省焦作市普通高中物理第十二章 电能 能量守恒定律专题试卷

河南省焦作市普通高中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．现要测量电压表的内阻和电源的电动势，提供的器材有：

电源E(电动势约为6V,内阻不计)，电压表V1（量程0~2.5V,内阻约为2.5kΩ)，电压表V2(量程0~3v,内阻约为10kΩ)，电阻箱R0(最大阻值为9999.9Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值为

3kΩ)，滑动变阻器R2(最大阻值为500Ω)，单刀双掷开关一个，导线若干

(1)如图(1)所示的甲、乙、丙三图是几位同学为完成本次验而设计的电路图，你认为选用哪一个电路图完成本次实验最合理？_______ (填“甲”、“乙”“丙”)

(2)电路中应选用滑动变阻器_______（选填“R1”或“R2”）

(3)按照下列步骤进行实验：

①闭合开关前，将滑动变阻器和电阻箱连入电路的阻值调至最大；

②闭合开关，将电阻箱调到6Ωk,调节滑动变阻器至适当的位置，此时电压表V1的示数为

1.60V电压表V2的示数为

2.40V;

③保持滑动变阻器连入电路的阻值不变，再将电阻箱调到2kΩ, 此时电压表V1的示数如图

(2)所示，其示数为_______V,电压表V2的数为1.40V

(4)根据以上实验数据，计算得到电源的电动势为_______V,电压表V1的内阻为

_______KΩ，电,压表V2的内阻为_______KΩ.

【答案】丙1R 2.10V 5.60V 2.5kΩ 2.5kΩ

【解析】

【分析】

考查测电阻、电源电动势的方法，根据欧姆定律综合分析可得。

【详解】

(1)．[1]当采用甲电路图时,电压表V1最大电流为1mA，电压表V2最大电流为0.3mA，电压表V1读数不准确，若采用乙电路图，通过V1电流更小，读数更不准确。故只能选择丙电路图。

(2)．[2] 由闭合电路欧姆定律可估算一下滑动变阻，估算滑动变阻器的阻值

12

1

3

1

6 2.53

500

2.5

.2510

E U U

R

U

R

----

==Ω=Ω

⨯

最小电阻为500Ω，所以只能选择R1

(3)．[3] 最小分度值为0.1V，要估读到下一位，所以读数是2.10V

(4)．根据串并联电路特点可得

3121.6V 2.4V

2.4A 610R R =+⨯ 3

122.10V 1.40V 1.4A 210R R =+⨯ 联立可求得R 1=2.5k Ω R 2=2.5k Ω

由闭合电路欧姆定律可得

322.4 2.41.6V 2.4V 610E R R ⎛⎫=+++⨯ ⎪⨯⎝⎭

321.4 1.42.1V 1.4V 210E R R ⎛⎫=+++⨯ ⎪⨯⎝⎭

联立可得E= 5.60V

【点睛】

器材选择要考虑安全性原则、准确性原则、方便性原则。选择合适电路，根据欧姆定律联立可得。

2．可将光能转换为电能的硅光电池已经得到了广泛的应用．某同学利用如图甲所示的器材探究在一定光照强度下硅光电池的路端电压U 与总电流I 的关系．电表视为理想电表．

(1)在图甲中实物图上用笔画线代替导线进行连接___________；

(2)用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的U -I 图象如图乙所示，由此可知在该光照强度下，硅光电池内阻________(填“是”或“不是”)常数，短路电流为________mA ，电动势为________V ．(结果保留三位有效数字)

(3)若将R =10kΩ的电阻接在该硅光电池两极上，用同样强度的光照射该硅光电池，则该电阻消耗的功率为________ W ，此时该硅光电池的内阻为________ kΩ.(结果保留两位有效数字)

【答案】 不是 0.295(0.293～0.297)

2.68(2.66～2.69)

3.0×10－4(2.9×10－4～3.1×10－4) 5.4(

4.9～

5.6)

【解析】

【详解】

（1）[1]本实验中测量电源的电动势和内电阻，故采用限流接法，而电流表采用相对电源的外接法；连接实物电路图，如图所示．

（2）[2][3][4]因图象的斜率是变化的，所以电池的内阻不是定值；在硅光电池的U -I 图象，图象与横轴的交点表示短路电流，由图可知，短路电流为295μA=0.295mA ；当I =0，U =E ，图线斜率的绝对值表示内阻．由图线a 可知E =2.68V ；

（3）[5][6]在图乙中作出电阻的伏安特性曲线如图所示，

与电源的伏安特性曲线的交点表示电压和电流，由图可知，I =175μA ，U =1.7V ；故电源的输出功率

P =UI =1.7×175×10-6=3.0×10-4W ；

根据闭合电路欧姆定律可得：

362.68 1.7 5.610 5.617510

E U r k I ---===⨯Ω=Ω⨯

3．听说水果也能做电池，某兴趣小组的同学将一个土豆做成水果电池．同学们通过查阅资料知道这种水果的电动势大约1伏左右,又用量程为0～3V 、内阻约50kΩ的伏特表测其两极时读数为0.96V ．可是当他们将四个这样的水果电池串起来给标为3V ，0.5A 的小灯泡供电时，灯泡并不发光．检查灯泡、线路均没有故障，而用伏特表直接测量其电压确实能达到3V 多．

(1)据你分析,出现这种现象的原因应当是：__________（不要求写分析、推导过程）．

（2）为了能尽可能准确测定水果电池的电动势和内阻,若实验室除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：

A ．电流表A 1（量程为0～0.6A ，内阻为1Ω）

B ．灵敏电流表A 2（量程为0～0.6mA ，内阻为800Ω）

C ．灵敏电流表A 3（量程为0～300μA ，内阻未知）

D ．滑动变阻器R 1 （最大阻值约10Ω）

E ．滑动变阻器R 2（最大阻值约2kΩ）

F ．变阻箱（0～9999Ω）

①实验中应选择的器材是_____________(填器材前的字母代号)．

②在方框中画出应采用的电路________．

【答案】水果电池的内阻太大． BF

【解析】

【分析】

【详解】

（1）根据闭合电路欧姆定律可得电路电流E I R r

=+，要想灯泡发光，就得有较大电流，只是电动势高还不行，必须内阻也小才行，所以灯泡不亮的原因是水果电池的内阻太大． （2）①本题中电流表1A 量程太大，3A 内阻未知，所以选2A 较好；由于没有电压表，所以选电阻箱将电路串联，利用闭合电路欧姆定律可以测出内阻．故实验中应选择的器材是B 、F ．

②实验电路如下图

【点睛】

测电源电动势和内阻的方法虽然各不相同，但是都是根据闭合电路欧姆定设计的．