山东沂水县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

山东沂水县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．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R 1(阻值100Ω，额定功率1W)

D ．定值电阻R 2(阻值200Ω，额定功率1W) E.滑动变阻器R 3(阻值范围0~10Ω，额定电流2A) F.滑动变阻器R 4(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】R 2 R 4 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

8

Ω200Ω0.040

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

7.8

2290.034

U k I ∆=

=≈Ω∆， 电源内阻

222920029r k R =-=Ω-Ω=Ω．

2．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R 1（最大阻值为999.9Ω） 电阻箱R 2（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S 1、S 2 主要实验步骤如下：

①按图连接好电路，调节电阻箱R 1和R 2至最大，闭合开关S 1和S 2，再反复调节R 1和R 2，使电流计G 的示数为0，读出电流表A 、电压表V 、电阻箱R 1、电阻箱R 2的示数分别为0.40A 、12.0V 、30.6Ω、28.2Ω；

②反复调节电阻箱R 1和R 2（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】0 12.0V -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

112

1530120.430.6

V U R U I R =

=Ω=Ω-- 电流表的内阻为

21228.2 1.80.4

DA 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=1.50Ω

3．为测定干电池的电动势和内阻，提供的实验器材如下所示： A ．干电池2节，每节干电池的电动势约为1. 5V ，内阻约为0. 9Ω B ．电流表A （0～0. 6A ，内阻约为0. 5Ω） C ．滑动变阻器R 1（0～50Ω，额定电流为3A ） D ．滑动变阻器R 2（0～1000Ω，额定电流为1A ） E. 电流表G （0～3mA ，R g =10Ω） F. 定值电阻3990R =Ω G. 定值电阻490R =Ω

（1）由于两节干电池的内阻较小，现将03R =Ω的定值电阻与两节干电池串联后作为一个整体进行测量。在进行实验时，滑动变阻器应选用__________，定值电阻应选用__________；（填写实验器材前的编号）

（2）在如图甲所示的虚线方框中补充完整本实验电路的原理图； （______）