浙江省台州市物理第十二章 电能 能量守恒定律专题试卷

浙江省台州市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．在练习使用多用电表的实验中，(1)某同学使用多用电表的欧姆档粗略测量一定值电阻的阻值R x，先把选择开关旋到“×10”挡位，测量时指针偏转如图所示．以下是接下来的测量过程：a．将两表笔短接，调节欧姆档调零旋钮，使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度，然后断开两表笔b．旋转选择开关至交流电压最大量程处（或“OFF”档），并拔出两表笔c．将选择开关旋到“×1”挡d．将选择开关旋到“×100”挡e．将选择开关旋到“×1k ”挡f．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出阻值R x，断开两表笔以上实验步骤中的正确顺序是________（填写步骤前的字母）．(2)重新测量后，指针位于如图所示位置，被测电阻的测量值为____Ω．(3)如图所示为欧姆表表头，已知电流计的量程为I g=100μA，电池电动势为E=1.5V，则该欧姆表的内阻是____kΩ，表盘上30μA刻度线对应的电阻值是____kΩ．(4)为了较精确地测量另一定值电阻的阻值R y，采用如图所示的电路．电源电压U恒定，电阻箱接入电路的阻值可调且能直接读出．①用多用电表测电路中的电流，则与a点相连的是多用电表的____（选填“红”或“黑”）表笔．②闭合电键，多次改变电阻箱阻值R，记录相应的R和多用电表读数I，得到R－1I的关系如图所示．不计此时多用电表的内阻．则R y＝___Ω，电源电压U＝___V．(5)一半导体电阻的伏安特性曲线如图所示．用多用电表的欧姆挡测量其电阻时，用“×100”挡和用“×1k”挡，测量结果数值不同．用____（选填“×100”或“×1k”）挡测得的电阻值较大，这是因为____________．【答案】dafb 2200 15kΏ35kΩ红 200 8 ×1k 欧姆表中挡位越高，内阻越大；由于表内电池的电动势不变，所以选用的挡位越高，测量电流越小；该半导体的电阻随电流的增大而减小，所以选用的档位越高，测得的电阻值越大【解析】【分析】【详解】(1)[1]先把选择开关旋到“×10”挡位，测量时指针偏转如图所示．指针指在示数较大处，为使指针指在刻度盘中央附近，应换用“×100 ”挡(几百×10=几十×100)，再欧姆调零，测量，整理器材．实验步骤中的正确顺序是：dafb(2)[2]重新测量后，指针位于如图所示位置，被测电阻的测量值为221002200⨯Ω=Ω (3)[3]电表内阻461.5 1.51015k Ω10010g E R I -==Ω=⨯Ω=⨯内 [4]当电表指针指在30μA 刻度线上时EI R R =+内，整理得 4461.5 1.510 3.51035k Ω3010E R R I -=-=-⨯Ω=⨯Ω=⨯内 (4)[5]①多用电表测电路中的电流， a 点与电源正极相连，则与a 点相连的是多用电表的红表笔．[6][7]②由欧姆定律可得()y U I R R =+整理得y UR R I=- 由图象的纵截距得：200y R =Ω由图象的斜率得：4000V 8V 7525U -==-(5)[8][9]欧姆表挡位越高，内阻越大；由于表内电池的电动势不变，所以选用的挡位越高，测量同一电阻时电路中电流越小；该半导体的电阻随电流的减小而增大，所以选用的档位越高，测得的电阻值越大．所以选“×1k”挡测得的电阻值较大．2．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EI 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．3．一研究学习小组，为了测定两节串联干电池组的电动势E 和内电阻r ，实验器材有：一只DIS电流传感器（可视为理想电流表，测得的电流用I表示），一只电阻箱（阻值用R 表示），一只开关和导线若干。

该学习小组设计了如图甲所示的电路进行实验和采集数据。

（1）设计该实验的原理表达式是________（用E、r、I、R表示）；（2）在闭合开关之前，应先将电阻箱阻值调至________（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”），在实验过程中，将电阻箱调至图乙所示位置，则此时电阻箱接入电路的阻值为________Ω；（3）根据实验采集到的数据作出如图丙所示的1I﹣R图象，则由图象求得该电池组的电动势E=_______V，内阻r=_______Ω．（结果均保留两位有效数字）【答案】E=I（R+r）最大值 12 2.7 2.1【解析】【详解】（1）[1]．由图可知，本实验采用的是电流表与电阻箱测定电动势，在闭合电路中，电动势为：E=I（R+r）；（2）[2][3]．为了保证电路安全，闭合开关前电阻箱接入电路的阻值应为电阻箱的最大阻值；由图乙所示电阻箱可知，电阻箱的示数为：0×1000Ω+0×100Ω+1×10Ω+2×1Ω=12Ω；（3）[4][5]．在闭合电路中，E=I（R+r），则11rRI E E=+则1RI-图象的截距：rbE=，图象斜率：1kE=由图象可知：b=0.8，1413918IkR∆-===∆-解得电动势为：E≈2.7V，电源内阻为：r≈2.1Ω；4．某同学有个超霸（GP）9V电池如图甲所示，他欲测量该电池的电动势和内阻（内阻约为25Ω）。

提供的器材如下：电流表A（量程为200μA，内阻为500Ω），开关S，电阻箱R1（最大阻值为9999.9Ω），电阻箱R2（最大阻值为99999.9Ω）和若干导线。

(1)由于电流表A 的量程太小，需将电流表A 改装成量程为9V 的电压表V ，则电流表A 应与电阻箱______（选填“R 1并联”“R 1串联”“R 2并联”或“R 2串联”），并将该电阻箱的阻值调为________Ω。

(2)设计的测量电路如图乙所示，调节电阻箱R 的阻值读出相应的电压表示数U ，获得多组数据，画出11U R-是图线如图丙所示。

若不考虑电表对电路的影响，则根据图线可得该电池的电动势E =______V 、内阻r =______Ω。

（结果均保留三位有效数字）(3)若考虑电表对电路的影响，则该电池的电动势测量值_______真实值，内阻的测量值______真实值。

（均选填“大于”“等于”或“小于”）【答案】R 2串联 44500 8.62（8.55~8.70均可给分） 19.1（18.6~19.3均可给分） 小于 小于 【解析】 【分析】 【详解】(1)［1］根据电表的改装，应将给电流表串联一个电阻，从而将其改装为电压表。

将g =200I A μ，g =500r Ω的电流表改装成量程为9V 的电压表，则有()g g +9V I r R ⋅=代入数据解得44500R =Ω通过以上计算，应选：2R 串联 ［2］应将2R 电阻箱的阻值调为44500Ω(2)［3］由图乙，据闭合电路欧姆定律，得电路中电流为EI R r=+，电压表的示数为 RU IR E R r==+ 上式变形可得111r U E R E=⋅+ 由图丙可知110.116V E-=8.62V E =［4］电池的内阻为()130.220.116A 47010rE ---=-⨯ 19.1r =Ω［5］如果把电阻箱的电阻R 看做外电路，则电压表可看成内电路的一部分，因此实际测出的是电池和电压表整体等效的E '和r '，当外电路打开时，电压表与电源构成闭合回路，此时电压表两端的电压即为等效电动势vv +R E E R r'=' 小于电池电动势E 。

［6］因电压表和电池并联，因此等效内阻v v +R r r R r'=小于电池内阻r 。

5．某学生实验小组做测定电源的电动势和内电阻的实验，请回答下列问题（1）在测定电源电动势和内阻的实验方案中，该小组提出下列几种实验方案，其中不能达到实验目的是_____（2）该实验小组选择上一问中的某一种方案，根据实验数据画出的U -I 图象，如下图所示，由此可知这节干电池的电动势E ＝___V 、内电阻r ＝___Ω．（保留两位有效数字）【答案】A 1.40 0.67 【解析】 【详解】(1)[1]测量电源电动势和内阻的实验需要测出两个未知物理量，所以实验中需要通过仪器测出两个物理量，根据选择仪器的不同有三种方案：伏安法、伏阻法、安阻法，其中伏安法测量电动势和内阻的实验中根据电流表的位置不同，有两种不同的连接方法；A.与分析相符，符合题意；B.与分析不符，不符合题意；C.与分析不符，不符合题意；D.与分析不符，不符合题意；(2)[2][3]由闭合电路欧姆定律可知U E Ir=-；由图象可知电源的U I-图象与纵轴的交点坐标值是1.40，则电源电动势 1.40VE=，电源内阻1.40 1.0Ω0.67Ω0.6UrI∆-===∆6．用如图所示电路测量电源的电动势和内阻．实验器材：待测电源(电动势约3V，内阻约2 Ω)，保护电阻R1(阻值10 Ω)和R2(阻值5Ω)，滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干．实验主要步骤：(i)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；(ii)逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I；(iii)以U为纵坐标，I为横坐标，作U-I图线(U、I都用国际单位)；(iv)求出U-I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a.回答下列问题：(1)电流表最好选用________．A．电压表(0～3 V，内阻约15 kΩ)B．电压表(0～3 V，内阻约3 kΩ)C．电流表(0～200 mA，内阻约2 Ω)D．电流表(0～30 mA，内阻约2 Ω)(2)选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E＝________，r＝________，代入数值可得E和r的测量值．【答案】C ka k-R2【解析】【分析】【详解】(1) [1]通过电路的最大电流约为123A0.176A=176mA1052EIR R r==≈++++所以电流表选择C项即可．(2)[2][3]由图示电路图可知，电源电动势：2()E U I R r =++则：2()U E I R r =-+U -I 图象的斜率：k =R 2+r则内阻r =k -R 2令U =0，则有：2E EI r R k==+ 由题意可知，图象与横轴截距为a ，则有：E a I k==解得：E ka =7．某同学利用如图所示的电路可以测量多个物理量．实验室提供的器材有：两个相同的待测电源(内阻1Ω)r ≈，电阻箱1(R 最大阻值为999.9Ω)，电阻箱2(R 最大阻值为999.9Ω)，电压表V(内阻约为2k Ω)，电流表A(内阻约为2Ω)，灵敏电流计G ，两个开关1S 、2S ． 主要实验步骤如下：①按图连接好电路，调节电阻箱1R 和2R 至最大，闭合开关1S 和2S ，再反复调节1R 和2R ，使电流计G 的示数为0，读出电流表A 、电压表V 、电阻箱1R 、电阻箱2R 的示数分别为1I 、1U 、1R 、2R ；②反复调节电阻箱1R 和2(R 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2I 、2U ．回答下列问题：（1）电流计G 的示数为0时，电路中A 和B 两点的电势A φ和B φ的关系为______； （2）电压表的内阻为______，电流表的内阻为______； （3）电源的电动势E 为______，内阻r 为______。