四川省德阳五中物理第十二章 电能 能量守恒定律精选测试卷专题练习

四川省德阳五中物理第十二章 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．在测定一节干电池E 的电动势和内阻（电动势约为1.5V ，内阻小于2.0Ω）的实验中，备有下列参数准确可靠的器材：

电流表A 1（量程0～3mA ，内阻r 1＝5.0Ω） 电流表A 2（量程0～0.6A ，内阻r 2＝0.5Ω） 滑动变阻器R 1（0～20Ω，额定电流为2.0A ） 滑动变阻器R 2（0～100Ω，额定电流为1.0A ） 定值电阻R 3＝995Ω 定值电阻R 4＝9.5Ω 开关和导线若干

(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了图甲所示的实验电路，图中定值电阻应选____ ，滑动变阻器应选_____（均填写器材的字母代号）。

(2)图乙为该同学根据实验电路，利用测出的数据绘出的I 1与（I 1+I 2）的关系图线，I 1为电流表A 1的示数，I 2为电流表A 2的示数。则由图线可求被测干电池的电动势E ＝_____V ，内阻r ＝_____Ω．（结果保留三位有效数字）

(3)在电路连接良好的情况下，该实验方案_____（选填“有”或“没有”）系统误差 【答案】R 3 R 1 1.47 1.18 没有 【解析】

(1)[1]因为没有电压表，可以用电流表与定值电阻串联改装成电压表，由电路图可知y应该是A1；电流表A1量程为3mA，要测1.5V电压，电压表内阻至少为

R

1.5

0.003

U

I

===500Ω，

电流表A1内阻为5Ω，由电路图可知，定值电阻应选R3；[2]为准确测量，减小误差，方便实验操作滑动变阻器应选R1.

(2)[3][4]根据欧姆定律和串联的知识得电源两端电压为：

U＝I1（995+5）＝1000I1，根据图象与纵轴的交点得电动势为

E＝1.47mA×1000Ω＝1.47V，与横轴的交点可得出路端电压为1.0V时电流是0.4A，

由闭合电路欧姆定律E＝U+Ir可得，电源内阻

r

1.471

0.4

E U

I

--

==≈1.18Ω；

(3)[5]伏安法测电源电动势与内阻实验，相对于电源来说，电流表采用外接法时，由于电压表分流，使所测电流偏大，给实验带来实验误差；本实验中用两个电流表测电流，处理实验数据时横坐标是电路总电流，电压测量值与电流测量值都等于真实值，本实验没有系统误差.

3．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】

(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 1.40V E =，电源内阻

1.40 1.0

Ω0.67Ω0.6

U r I ∆-=

==∆

4．小华、小刚共同设计了图甲所示的实验电路，电路中的各个器材元件的参数为：电池组（电动势约6V ，内阻r 约3Ω）、电流表（量程2.0A ，内阻r A =0.8Ω）、电阻箱

R 1（0~99.9Ω）、滑动变阻器R 2（0~R t ）、开关三个及导线若干．他们认为该电路可以用来测电源的电动势、内阻和R 2接入电路的阻值．

（1）小华先利用该电路准确地测出了R 2接入电路的阻值．他的主要操作步骤是：先将滑动变阻器滑片调到某位置，接着闭合S 、S 2，断开S 1，读出电流表的示数I ；再闭合S 、S l ，断开S 2，调节电阻箱的电阻值为3.6Ω时，电流表的示数也为I ．此时滑动变阻器接入电路的阻值为_________Ω．

（2）小刚接着利用该电路测出了电源电动势E 和内电阻r ． ①他的实验步骤为：

a ．在闭合开关前，调节电阻R 1或R 2至 _________（选填“最大值”或“最小值”），之后闭合开关S ，再闭合_______（选填“S 1”或“S 2”）；

b ．调节电阻________（选填“R 1”或“R 2”），得到一系列电阻值R 和电流I 的数据；

c ．断开开关，整理实验仪器． ②图乙是他由实验数据绘出的

1

R I

-图象，图象纵轴截距与电源电动势的乘积代表_______（用对应字母表示），电源电动势E =_____V ，内阻r =______Ω．（计算结果保留两位有效数字）．

【答案】3.6 最大值 S 1 R 1 R A 与r 之和 6.0 2.8 【解析】