高中物理必修第3册第十二章 电能 能量守恒定律测试卷练习卷(Word版 含解析)

高中物理必修第3册第十二章电能能量守恒定律测试卷练习卷（Word版含

解析）

一、第十二章电能能量守恒定律实验题易错题培优（难）

1．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⨯

2．小王和小李两同学分别用电阻箱、电压表测量不同电源的电动势和内阻。

（1）小王所测电源的内电阻r 1较小，因此他在电路中接入了一个阻值为2.0Ω的定值电阻R 0，所用电路如图甲所示。

①请根据图甲用笔画线代替导线将图乙所示器材连接成完整的实验电路_____。 ②闭合开关S ，调整电阻箱的阻值R ，读出电压表（可视为理想电压表）相应的示数U ，得到了一组U 、R 数据。为了比较准确地得出实验结论，小王同学准备用直线图象来处理实验数据，应选择以下哪个图像来处理数据________。 A ．U R - B ．U U R -

C ．1

R U

- D ．0U U R -

（2）小李同学所测电源的电动势E 2约为9V ，内阻r 2为35～55Ω，允许通过的最大电流为50mA 。小李同学所用电路如图丙所示，图中电阻箱R 的阻值范围为0～9999Ω。

①电路中R 0为保护电阻。实验室中备有以下几种规格的定值电阻，阻值和允许通过的最大电流如下，本实验中应选用________。

A ．

20Ω，125mA B ．50Ω，20mA C ．150Ω，60mA D ．1500Ω，5mA

②实验中通过调节电阻箱的阻值，记录电阻箱的阻值R 及相应的电压表的示数U ，根据测

得的多组数据，作出011U R R

-+图线，图线的纵轴截距为a ，图线的斜率绝对值为b ，则电源的电动势E 2＝______，内阻r 2＝________。

【答案】 B C

1

a b a

【解析】 【分析】 【详解】

（1）①[1]根据电路图，实物图连接如图所示：

②[2]根据欧姆定律可知

101U

E U R r R

=++()

可得

101U

U E R r R

=-+()

故横坐标为U

R

，选项B 正确，ACD 错误。 故选B 。

（2）①[3]电路最小总电阻约为

min 9

1800.05

R =

Ω=Ω 为保护电路安全，保护电阻应选C(150Ω，60mA)，选项C 正确，ABD 错误。 故选C 。

②[4][5]在闭合电路中，电源电动势为

2220U

E U Ir U r R R

=+=+

+ 则

2202

1

11r U E R R E =⋅++， 则011U R R

-+图象是直线。 截距为

2

1a E =

斜率为

2

2

r b E =

解得

21E a =

，2b r a

=

3．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R 1（最大阻值为9999.9Ω），电阻箱R 2（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

11

U 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】