上海市上海交通大学附属中学物理第十二章 电能 能量守恒定律精选测试卷

上海市上海交通大学附属中学物理第十二章 电能 能量守恒定律精选测试卷

一、第十二章 电能 能量守恒定律实验题易错题培优（难）

1．某实验小组要测量干电池组(两节)的电动势和内阻，实验室有下列器材：

A 灵敏电流计G (量程为0~10mA ，内阻约为100Ω)

B 电压表V （量程为0~3V ，内阻约为10kΩ)

C ．电阻箱R 1(0~999.9Ω)

D ．滑动变阻器R 2(0~10Ω，额定电流为1A)

E.旧电池2节

F.开关、导线若干

(1)由于灵敏电流计的量程太小，需扩大灵敏电流计的量程．测量灵敏电流计内阻的电路如图甲所示，调节R 2和电阻箱，使得电压表示数为2.00V ，灵敏电流计示数为4.00mA ，此时电阻箱接入电路的电阻为398.3Ω，则灵敏电流计内阻为___________Ω(保留一位小数)．

(2)为将灵敏电流计的量程扩大为100mA ，该实验小组将电阻箱与灵敏电流计并联，则应将电阻箱R 1的阻值调为___________Ω(保留三位有效数字)．

(3)把扩大量程后的电流表接入如图乙所示的电路，根据测得的数据作出G U I － (U 为电压表的示数，G I 为灵敏电流计的示数)图象如图丙所示则该干电池组的电动势

E =___________V ，内阻r =___________Ω(保留三位有效数字)

【答案】101.7 11.3 2.910.01± 9.10.2±

【解析】

【分析】

（1）根据题意应用欧姆定律可以求出电流表内阻．

（2）把灵敏电流计改装成电流表需要并联分流电阻，应用并联电路特点与欧姆定律求出并联电阻阻值．

（3）由闭合电路欧姆定律确定出G U I -的关系式，结合图象求得E ，r ．

【详解】

（1）[1]灵敏电流计内阻：

13

2.00398.3101.74.0010g U R R I -=-=-=⨯Ω

（2

）[2]灵敏电流计满偏电流为10mA ，把它改装成100mA 的电流表，电流表量程扩大了10倍，并联电阻分流为90mA ，为电流计的9倍，由并联电路特点可知，并联电阻阻值：

101.711.399

g R R ===并Ω （3）[3][4]电流表示数：10G I I =，由图示电路图可知，电源电动势：

10G E U Ir U I r =+=+

整理得：

()10G U E r I =-

由图示G U I -图象可知，电源电动势：E =2.91V ，图象斜率：

k =10r =32.91 2.00

911010

G U I -∆-==∆⨯ 电源内阻：r =9.1Ω。

【点睛】

本题关键是明确实验的原理，明确各个部分联接关系，由部分电路欧姆定律与全电路欧姆定律分析求解，对于图象类问题要写出表达式进行分析．

2．某实验小组设计了如图所示的电路，用于研究热敏电阻T R 的伏安特性曲线，所用电压表量程为3V ，内阻V R 约10k Ω，电流表量程为0.5A ，内阻A 2.5R =Ω，R 为电阻箱。（以下计算结果均保留2位有效数字）

(1)该实验小组实验操作步骤：

①按实验电路图把电路连接好

②把电阻箱调到最大，闭合开关;

③调节电阻箱电阻值，记录下不同电阻箱电阻值R 和对应的电压表示数U 和电流表示数I ④利用上述物理量的符号，表示电源路端电压U =端_______。

(2)该小组同学，通过正确的测量得到数据，并描绘在I U -坐标系中，图线如图所示，其中A 曲线是热敏电阻伏安特性曲线，B 斜线为电源的电流随路端电压的变化规律。当电压表示数为1.0V 时，热敏电阻值T R =______Ω；该电源的电动势E =______V ，内电阻r =_______Ω；

(3)实验中，当电阻箱的阻值调到1Ω时，热敏电阻消耗的电功率P =________W 。

【答案】()A U I R R ++ 10 3.0 2.5 0.36

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]由电路图可知，电阻间为串联关系；电压表测量T R 两端的电压，电流表测量电路中电流，根据串并联电路规律可知外电压为

()A U U I R R =++端

（2）[2]当电压为1.0V 时，热敏电阻值中的电流I 为0.1A ，由欧姆定律可知，电阻为

10ΩT T T

U R I =

= [3] [4]根据闭合电路的欧姆定律 E U Ir =+

可知图像的与U 轴的交点为电源电动势

3.0V E = 整理得

U E I r r

=- 斜率

10.220.55

k r === 解得 2.5Ωr =

（3）[5]电源等效内阻

06ΩA r r R R =++=

热敏电阻两端的电压

6U E I =-

在图像中做6U E I =-的图像

图像的交点为0.277A I =， 1.30V U =

热敏电阻消耗的电功率

0.36W P UI ==

3．用如图所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小，为了保护电路，电路中用一个定值电阻0R 起保护作用。除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：

（a ）电流表（量程0.6A 、3A ）；

（b ）电压表（量程3V 、15V ）；

（c ）定值电阻（阻值1Ω、额定功率5W ）；

（d ）定值电阻（阻值10Ω、额定功率10W ）；

（e ）滑动变阻器（阻值范围0~10Ω、额定电流2A ）；

（f ）滑动变阻器（阻值范围0~100Ω、额定电流1A ）。那么：

(1)要正确完成实验，0R 应选择_____Ω的定值电阻，应选择阻值范围是_____Ω的滑动变阻器。

(2)一位同学测得的六组数据如下表所示。 组别

1 2 3 4 5 6 电流I /A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57

电压U /V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05