四川省眉山中学物理第十二章 电能 能量守恒定律专题试卷

四川省眉山中学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．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R1（最大阻值20Ω）；

C．滑动变阻器R2（最大阻值2000Ω）；

D．各种规格的定值电阻R0；

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R0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G1示数逐渐增大，电流表G2示数接近3.0mA并且几乎不变，当滑片临近最右端时，电流表G2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G1、G2的示数分别为I1、I2，并得到多组数据，建立直角坐标系，作出了I2和I1的关系图线，经拟合得到直线I2＝3.0mA－0.4I1 ,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, 0.6

I=A，设电流表的量程扩大的倍数为n，

g

I

n

I

=

并联的电阻为R,根据并联电路的特点则有

1

g

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G1示数逐渐增大，电流表G2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]G1示数是1I时,电路中的总电流是21

200

I I

+，由闭合电路的欧姆定律得

() 2

21

200

g

E I R I I r

=++

整理得

21

200

g g

E r

I I

R r R r

=-

++

I2＝3.0mA－0.4I1

由I2和I1的关系图线得图线的截距b=3.0mA，斜率0.4

K=-

0.003

g

E

R r

=

+ A

200

0.4

G

r

R r

=

+

解得 3.0

E=V，

解得 2.0

r=Ω

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R1(阻值100Ω，额定功率1W)

D．定值电阻R2(阻值200Ω，额定功率1W)

E.滑动变阻器R3(阻值范围0~10Ω，额定电流2A)

F.滑动变阻器R4(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】R2R4 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

8Ω200Ω0.040

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

7.82290.034

U k I ∆=

=≈Ω∆， 电源内阻 222920029r k R =-=Ω-Ω=Ω．

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2.5W

D ．电源的输出功率最大