湖南株洲市第二中学物理第十二章 电能 能量守恒定律精选测试卷专题练习

湖南株洲市第二中学物理第十二章 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）1．一同学设计了如图甲所示电路来测节干电池的电动势和内阻．该同学选好器材后，进行操作(其中0R 是保护电阻)．（1）该同学测量时记录了6组数据，并根据这些数据面出了U-I 图线如图丙所示，根据图线求出干电池的电动势E=_________V(结果保留三位有效数字)，内阻r=___________Ω．（2）若保护电阻0R 的阻值未知，该干电池的电动势E 、内电阻r 已经测出，在图乙的电路中只需改动一条线就可测量出0R 的阻值．该条线是_________，需改接为________(请用接线柱处的字母去表达)．改接好后，调节滑动变阻器，读出电压表的示数为U 、电流表示数为I ，电源的电动势用E 表示，内电阻用r 表示，则0R =__________．【答案】1.48V 0.50Ω（0.48～0.52Ω） dj je 或者jf 0E U R r I -=- 【解析】【分析】【详解】（1）由图丙所示，电源U-I 图像可知，图像与纵轴交点坐标值为1.48，则电源电动势E=1.48V ，电源内阻 1.48 1.200.500.480.520.56U r I ∆-===ΩΩ∆（～） , （2）将导线jd 改接为je ，此时电源与定值电阻组成等效电源，在闭合电路中，电源电动势：E=U+I （R 0+r ），定值电阻0E U R r I-=- 2．某位同学用如图甲所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关和两个部件．请根据下列步骤完成电阻测量:(1)在使用前,发现多用电表指针如图乙所示,则他应调节__________ (选填或或)．(2)正确处理完上述步骤后,他把开关打在欧姆挡,把红黑表笔短接,发现指针如图丙所示,则他应调节__________ (选填或或)．(3)正确处理完上述步骤后,他把红黑表笔接在某定值电阻两端,发现指针如图丁所示,则他应采取的措施是①___________________;②____________________．(4)正确处理完上述步骤后,他把红黑表笔接在定值电阻两端,发现指针如图戊所示,则该定值电阻的阻值___________．【答案】（1）S （2）T （3）①将打到欧姆挡；②将两表笔短接,重新调节,使指针指在欧姆零刻度线处（4）【解析】【分析】【详解】（1）在使用前,发现多用电表指针如图乙所示,则应机械调零，即他应调节S使针调到电流的零档位．（2）把开关打在欧姆挡,把红黑表笔短接,即欧姆调零，应该调到电阻的零档位，此时要调节欧姆调零旋钮，即T（3）他把红黑表笔接在某定值电阻两端,发现指针如图丁所示，说明待测电阻较小，应该换小挡，即换挡，换挡必调零，所以要重新调零即将两表笔短接,重新调节,使指针指在欧姆零刻度线处．（4）根据欧姆表读数原则可知欧姆表的读数为【点睛】要熟练万用表的使用规则，并且要注意在换挡时一定要欧姆调零．3．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S 1，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．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 1b0kRb-【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．如图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图．图中E 是电池；R 1、R 2、R 3、R 4和R 5是固定电阻，R 6是可变电阻；表头G 的满偏电流为250 μA ，内阻为480 Ω.虚线方框内为换挡开关，A 端和B 端分别与两表笔相连．该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1 V 挡和5 V 挡，直流电流1 mA 挡和2.5 mA 挡，欧姆×100 Ω挡．(1)图(a)中的A 端与________（填“红”或“黑”）色表笔相连接．(2)关于R 6的使用，下列说法正确的是________（填正确答案标号）．A ．在使用多用电表之前，调整R 6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B ．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R 6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C ．使用电流挡时，调整R 6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置(3)根据题给条件可得R 1＋R 2＝________Ω，R 4＝________Ω.(4)某次测量时该多用电表指针位置如图（b ）所示．若此时B 端是与“1”相连的，则多用电表读数为________；若此时B 端是与“3”相连的，则读数为________；若此时B 端是与“5”相连的，则读数为________．（结果均保留3位有效数字）【答案】黑 B 160 880 1.47mA 1.10×103 Ω 2.95 V【解析】【分析】【详解】(1)[1] 欧姆表内置电源正极与黑表笔相连，负极与红表笔相连，即红进黑出，A 端与电池正极相连，电流从A 端流出，A 端与黑表笔相连；(2)[2]由电路图可知6R 只在测量电阻时才接入电路，故其作用只能进行欧姆调零，不能进行机械调零，同时在使用电流档时也不需要调节6R ；A.与分析不符，故A 错误；B.与分析相符，故B 正确；C.与分析不符，故C 错误；(3)[3]B 端与“1”“2”相连时，该多用电表挡位分别为直流2.5 mA 挡、直流1 mA 挡，如图所示由电表的改装原理可知B 端与“2”相连时，有：122G G G I r R I R I =++ 解得： 12160ΩR R +=[4]B 端与“4”相连时，如图所示多用电表为直流电压1 V 挡，表头并联部分电阻：442880ΩG G U I r R I -== (4)[5]B 端与“1”相连时，电表读数为1.47 mA ；[6]B 端与“3”相连时，多用电表为欧姆×100Ω挡，读数为：311.0100Ω 1.1010Ω⨯=⨯[7]B 端与“5”相连时，多用电表为直流电压5 V 挡，读数为：1475V 2.95V 250⨯=6．用如图甲所示的电路测量一节新干电池的电动势和内电阻．干电池内电阻较小．除干电池、开关、导线外可供使用的实验器材还有：A ．电压表V (量程3V)B ．电流表A(量程0.6A)C ．定值电阻R 0（阻值2Ω，额定功率2W ）D ．滑动变阻器R （阻值范围0-20Ω，额定电流1A ）（1）在图乙中已画出部分线路的连接，请你以笔画线代替导线，完成剩余的线路连接；（2）根据实验数据作出U —I 图象如图丙所示，则干电池的电动势E ＝_____V ，内阻r =____Ω（保留两位有效数字）；（3）定值电阻R0在电路中作用是_____________（只要求写出一点）．【答案】 1.6V，0.29Ω①保护作用；②增大等效阻的测量值，减小误差；③当改变变阻器阻时，电压表示数变化大．【解析】(1)根据图甲所示电路图为电流表内接法和滑动变阻器的限流式，连接实物电路图如图所示：(2)由闭合电路的欧姆定律U E Ir=-，结合图丙图象可知，图象与纵轴交点坐标值是1.6，则电源电动势E=1.6V, 图象斜率表示等效内阻1.62.290.7UkI∆==≈Ω∆，电源的内阻r=k-R0=2.29-2=0.29Ω.(3)由图甲所示电路图可知，定值电阻与电源串联组成等效电源，增大了电源内阻，定值电阻一方面可以保护电路，同时增大了电源的等效电阻，减小了实验误差，此外，增大电源等效内阻，改变变阻器阻时，电压表示数变化大，便于实验．【点睛】用图象法处理实验数据是常用的实验数据处理方法，要掌握应用图象法处理实验数据的方法；电源的U-I图象与纵轴交点坐标值为电源电动势，图象斜率的绝对值等于电源内阻．7．利用如图所示的电路测定一节干电池的电动势和内电阻，要求尽量减小实验误差．供选择的器材有：A．电流表A（0~0.6 A）B．电压表V1（0~3 V）C．电压表V2（0~15 V）D．滑动变阻器R1（0~15 Ω）E．滑动变阻器R2（0~100 Ω）G．定值电阻R0=1 ΩH．开关一个，导线若干（1）实验中电压表应选用__________，滑动变阻器应选用___________（选填相应器材前的字母）．（2）实验小组根据图甲中电路图已连接了部分器材，请用笔画线当导线，将乙图中实物连接图补充完整___________．（3）实验时，某位同学记录了5组数据，对应的点已经标在坐标纸上，请在坐标纸上画出U–I图线___________，并根据所画图线可得出干电池的电动E=________V，内电阻r=________Ω．（计算结果小数点后保留两位数字）【答案】B D1.48(1.47-1.49范围内均可） 0.60（0.57-0.63范围内均可）【解析】【分析】【详解】（1）[1]一节干电池电动势约为1.5 V ，则电压表应选B ；[2]为方便实验操作，电表示数有明显变化，滑动变阻器应选D ；（2）[3]实物连接图如图所示：（3）[4]U –I 图线如图所示：[5]据0()U E I R r =-+可得，图线与U 轴的交点等于电动势，则电动势为1.48 V ；[6]图线斜率的绝对值为1.60，大小等于内阻与定值电阻R 0之和，则内阻为0.60 Ω．二、第十二章 电能 能量守恒定律选择题易错题培优（难）8．如图所示，电源电动势为E ，内阻为r ，电路中的2R 、3R 分别为总阻值一定的滑动变阻器，0R 为定值电阻，1R 为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小），当开关S 闭合，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态，下列说法中正确的是（ ）A．只断开开关S，电容器所带电荷量变大，带电微粒向上运动B．只调节电阻3R的滑动端2P向上移动时，电压表示数变大，带电微粒向下运动C．只调节电阻2R的滑动端1P向下移动时，电压表示数变大，带电微粒向上运动D．只增大1R的光照强度，电阻0R消耗的功率变大，带电微粒向上运动【答案】D【解析】【分析】【详解】只断开开关S，电容器放电，所带电荷量变小，带电微粒向下运动，所以A错误；电阻R3与电容器串联，该之路断路，所以只调节电阻R3的滑动端P2向上移动时，电压表示数不变，带电微粒静止不动，所以B错误；只调节电阻R2的滑动端P1向下移动时，外电路电阻不变，路端电压不变，故电压表示数保持不变，电容器的电压增大，带电微粒向上运动，C错误；只增大R1的光照强度，R1的阻值减小，电流增大，所以电阻R0消耗的功率变大，带电微粒向上运动，D正确．9．如图所示的电路中，闭合开关后各元件处于正常工作状态，当某灯泡突然出现故障时，电流表读数变小，电压表读数变大．下列关于故障原因或故障后其他物理量的变化情况的说法中正确的是( )A．L1灯丝突然短路B．L2灯丝突然烧断C．电源的输出功率一定变小D．电容器C上电荷量减少【答案】B【解析】【分析】【详解】安培表在干路上，读数变小，说明总电阻变大．A．L1灯丝突然短路，总电阻减小，电流表读数变大，A错误；B ．L 2灯丝突然烧断，总电阻增大，电流表读数变小，电压表读数变大，B 正确；C ．电源的输出功率P =UI ，电压增大而电流减小，输出功率不一定变小，C 错误；D ．电流表读数变小，灯泡1的分压减小，并联支路的电压增大，电容器两端的电压增大，根据Q =CU 知电容器的带电量增大，D 错误． 【点睛】本题考查了电路的动态分析，方法是：先从支路的变化，分析总电流和路端电压的变化，再到支路，分析各用电器的电压和电流的变化关系．10．如图所示的电路中，闭合开关S ，当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I 、U 1、U 2和U 3表示，电表示数的变化量分别用ΔI 、ΔU 1、ΔU 2和ΔU 3表示．下列说法正确的是( )A ．1U I 不变，1U I∆∆变大 B ．2U I 变大，2U I∆∆变大 C ．2U I 变大，2U I ∆∆不变 D ．3U I 不变，3U I∆∆不变 【答案】C 【解析】 【详解】A ．R 1是定值电阻，有111U U R I I∆==∆ 可知1U I 不变，1U I∆∆不变，故A 错误． BC ．当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时，R 2变大，R 2是可变电阻，有22U R I= 所以2U I变大.根据闭合电路欧姆定律得： U 2=E -I (R 1+r ）则知21U R r I∆=+∆ 其值不变；故B 错误，C 正确． D ．U 3为路端电压，3U I为外电阻，其值增大，根据闭合电路欧姆定律知3U r I∆∆其值不变，故D 错误． 【点睛】本题要分定值电阻与可变电阻去分析．对于定值电阻，有U U R I I∆==∆；对于可变电阻，可根据闭合电路欧姆定律分析UI∆∆与电源内阻的关系，从而作出判断.11．如图所示的电路中，电源电动势为E ，内阻为r （212R r R R <<+），电表均视为理想电表。