重庆大学城第一中学物理第十二章 电能 能量守恒定律精选测试卷专题练习

重庆大学城第一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 g g I r I I R =+,代入解得1 1.0R =Ω.2.实物图如图所示3.根据闭合电路的欧姆定律()0E U I R r =++可得0U R r I ∆+=∆,故15051U U R r I I -+=-, 或2662U U I I --或3773U U I I --或()()()12345678488451 5.664U U U U U U U U U U I 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．某同学在做“测电源电动势与内阻”的实验中，可使用的器材有：A ．两只相同的毫安表（量程I g ＝3mA ，内阻R g ＝1000Ω）；B ．滑动变阻器R 1（最大阻值20Ω）；C ．滑动变阻器R 2（最大阻值2000Ω）；D ．各种规格的定值电阻R 0；E ．电源E （电动势约为3.0V ）；F ．开关、导线若干．由于给出的毫安表量程太小，该同学首先要把一只毫安表改装成量程为0.6A 的电流表，他需要把阻值为__________Ω的定值电阻R 0与毫安表并联（结果保留一位小数）.该同学将用如右上方的电路图进行实验，测定电源的电动势和内阻．在实验中发现变阻器的滑片由左向右逐渐滑动时，电流表G 1示数逐渐增大，电流表G 2示数接近3.0mA 并且几乎不变，当滑片临近最右端时，电流表G 2示数急剧变化．出现这种问题，应更换一个总阻值比原来______(选填“大”或“小”)的变阻器．在更换变阻器后,该同学连好电路，改变滑动变阻器滑片的位置，读出毫安表G 1、G 2的示数分别为I 1、I 2，并得到多组数据，建立直角坐标系，作出了I 2和I 1的关系图线，经拟合得到直线I 2＝3.0mA －0.4I 1 ,则得出电源电动势E ＝_____V ，内阻r ＝_____Ω．（保留一位小数） 【答案】5.0 Ω 小 3.0V 2.0Ω 【解析】 【详解】[1]已知量程I g ＝3mA ，内阻R g ＝1000Ω, 0.6I =A ，设电流表的量程扩大的倍数为n ，gI n I =并联的电阻为R ,根据并联电路的特点则有1g R R n =-解得R =5.0Ω[2]当变阻器的滑片由左向右逐渐滑动时，变阻器的阻值逐渐减小，外电路电阻减小，电流表G 1示数逐渐增大，电流表G 2示数接近3.0mA 并且几乎不变，说明变阻器的电阻接近零时，路端电压才接近电源电动势，出现这种问题，应更换一个总阻值比原来小的变阻器， [3][4]G 1示数是1I 时,电路中的总电流是21200I I +，由闭合电路的欧姆定律得()221200g E I R I I r =++整理得21200g g E rI I R r R r=-++ I 2＝3.0mA －0.4I 1由I 2和I 1的关系图线得图线的截距b =3.0mA ，斜率0.4K =-0.003g ER r=+ A 2000.4G rR r=+ 解得 3.0E =V ， 解得 2.0r =Ω3．利用如图所示的电路既可以测量电压表和电流表的内阻，又可以测量电源电动势和内阻，所用到的实验器材有：两个相同的待测电源（内阻r约为1Ω）电阻箱R1（最大阻值为999.9Ω）电阻箱R2（最大阻值为999.9Ω）电压表V（内阻未知）电流表A（内阻未知）灵敏电流计G，两个开关S1、S2主要实验步骤如下：①按图连接好电路，调节电阻箱R1和R2至最大，闭合开关S1和S2，再反复调节R1和R2，使电流计G的示数为0，读出电流表A、电压表V、电阻箱R1、电阻箱R2的示数分别为0.40A、12.0V、30.6Ω、28.2Ω；②反复调节电阻箱R1和R2（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0.60A、11.7V。

回答下列问题：(1)步骤①中，电流计G的示数为0时，电路中A和B两点的电势差U AB=______ V；A和C 两点的电势差U AC=______ V；A和D两点的电势差U AD=______ V；(2)利用步骤①中的测量数据可以求得电压表的内阻为_______ Ω，电流表的内阻为______Ω；(3)结合步骤①步骤②的测量数据，电源电动势E为___________V，内阻为________Ω。

【答案】012.0V -12.0V 1530Ω 1.8Ω 12.6V 1.50【解析】【分析】【详解】(1)[1][2][3]．步骤①中，电流计G的示数为0时，电路中AB两点电势相等，即A和B两点的电势差U AB=0V；A和C两点的电势差等于电压表的示数，即U AC=12V；A和D两点的电势差U AD= =-12 V；(2)[4][5]．利用步骤①中的测量数据可以求得电压表的内阻为1121530120.430.6VURUIR==Ω=Ω--电流表的内阻为21228.2 1.80.4DA A U R R I =-=-=Ω (3)[6][7]．由闭合电路欧姆定律可得 2E =2U AC +I∙2r即2E =24+0.8r同理''222AC E U I r =+⋅即2E =2×11.7+0.6∙2r解得E =12.6V r=1.50Ω4．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 1.75.610 5.617510E U r k I ---===⨯Ω=Ω⨯5．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。