第十二章电能能量守恒定律精选试卷训练（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．现要测量电压表的内阻和电源的电动势，提供的器材有：电源E(电动势约为6V,内阻不计)，电压表V1（量程0~2.5V,内阻约为2.5kΩ)，电压表V2(量程0~3v,内阻约为10kΩ)，电阻箱R0(最大阻值为9999.9Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值为3kΩ)，滑动变阻器R2(最大阻值为500Ω)，单刀双掷开关一个，导线若干(1)如图(1)所示的甲、乙、丙三图是几位同学为完成本次验而设计的电路图，你认为选用哪一个电路图完成本次实验最合理？_______ (填“甲”、“乙”“丙”)(2)电路中应选用滑动变阻器_______（选填“R1”或“R2”）(3)按照下列步骤进行实验：①闭合开关前，将滑动变阻器和电阻箱连入电路的阻值调至最大；②闭合开关，将电阻箱调到6Ωk,调节滑动变阻器至适当的位置，此时电压表V1的示数为1.60V电压表V2的示数为2.40V;③保持滑动变阻器连入电路的阻值不变，再将电阻箱调到2kΩ, 此时电压表V1的示数如图(2)所示，其示数为_______V,电压表V2的数为1.40V(4)根据以上实验数据，计算得到电源的电动势为_______V,电压表V1的内阻为_______KΩ，电,压表V2的内阻为_______KΩ.【答案】丙1R 2.10V 5.60V 2.5kΩ 2.5kΩ【解析】【分析】考查测电阻、电源电动势的方法，根据欧姆定律综合分析可得。
【详解】(1)．[1]当采用甲电路图时,电压表V1最大电流为1mA，电压表V2最大电流为0.3mA，电压表V1读数不准确，若采用乙电路图，通过V1电流更小，读数更不准确。
故只能选择丙电路图。
(2)．[2] 由闭合电路欧姆定律可估算一下滑动变阻，估算滑动变阻器的阻值121316 2.535002.5.2510E U URUR----==Ω=Ω⨯最小电阻为500Ω，所以只能选择R1(3)．[3] 最小分度值为0.1V，要估读到下一位，所以读数是2.10V(4)．根据串并联电路特点可得3121.6V 2.4V2.4A 610R R =+⨯ 3122.10V 1.40V 1.4A 210R R =+⨯ 联立可求得R 1=2.5k Ω R 2=2.5k Ω由闭合电路欧姆定律可得322.4 2.41.6V 2.4V 610E R R ⎛⎫=+++⨯ ⎪⨯⎝⎭321.4 1.42.1V 1.4V 210E R R ⎛⎫=+++⨯ ⎪⨯⎝⎭联立可得E= 5.60V【点睛】器材选择要考虑安全性原则、准确性原则、方便性原则。
选择合适电路，根据欧姆定律联立可得。
2．某同学欲测量一电容器的电容，他采用高电阻放电法来测量，电路图如图甲所示．其原理是测出电容器在充电电压为U 时所带的电荷量Q ，从而求出其电容C ．该实验的操作步骤如下：（1）先判断电容器的好坏，使用万用表的电阻挡进行测量，观察到万用表指针向右偏转较大角度，又逐渐返回到起始位置，此现象说明电容器是____（选填“好”、“坏”）的； （2）按如图甲所示电路原理图连接好实验电路，将开关S 接通____（选填“1”、“2”），对电容器进行充电，调节可变电阻R 的阻值，再将开关S 接通另一端，让电容器放电，观察微安表的读数，直到微安表的初始指针接近满刻度；（3）此时让电容器先充电，记下这时的电压表读数U 0=2.9V ，再放电，并同时开始计时，每隔5 s 或10 s 读一次微安表的读数i ，将读数记录在预先设计的表格中。
根据表格中的12组数据，以t 为横坐标，i 为纵坐标，在乙图所示的坐标纸上描点（图中用“×”表示），请在图上作出电流i 与时间t 的曲线______;（4）根据以上实验结果和图象，算出该电容器的电容约为____F （结果保留两位有效数字）．【答案】好1 2.6×10-3~3.0×10-3之间【解析】【详解】（1）[1]使用万用表的电阻挡进行测量，观察到万用表指针向右偏转较大角度，又逐渐返回到起始位置，此现象说明电容器是好的。
（2）[2] 将开关S接通“1”，电容器与电源连接，对电容器进行充电。
（3）[3] 根据坐标系内所描出的点，用平滑的曲线把各点连接起来，可作出作出电流i与时间t的图象如图：（4）[4]由Q I t=⋅知，电荷量为I−t图象与坐标轴所围的面积，即面积为电容器在开始放电时所带的电荷量。
由图象可知“面积”格数约32格（31∼33格均正确），每小格相当于2.5×10 -4 C，所以电容器电容为U0时，电荷量Q=7.75×10−3C(8.00×10−3C∼8.25×10−3C均正确)，电容器的电容338.0010F 2.7510F2.9QCU--⨯==≈⨯（2.6×10-3~3.0×10-3之间均正确）。
3．同学们用如图1所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内电阻r。
实验室提供的器材如下：电压表，电阻箱（阻值范围0—999.9Ω0999.9Ω)～）；开关、导线若干。
（1）请根据图1所示的电路图，在图2中用笔替代导线，画出连线，把器材连接起来__________。
（2）某同学开始做实验，先把变阻箱阻值调到最大，再接通开关，然后改变电阻箱，随之电压表示数发生变化，读取R和对应U，并将相应的数据转化为坐标点描绘在RRV-图中，请将图3、图4中电阻箱和电压表所示的数据转化为坐标点描绘在图5所示的坐标系中（描点用“+”表示）并画出RRV-图线____________；（3）根据图5中实验数据绘出的图线可以得出该电池组电动势的测量值E=______V，内电阻测量值r=______Ω(保留2位有效数字)（4）实验中测两组R、U的数据，可以利用闭合电路欧姆定律解方程组求电动势和内阻的方法。
该同学没有采用该方法而采用图像法的原因是______。
（5）该实验测得电源的电动势和内阻都存在误差，造成该误差主要原因是______。
【答案】 3.01.4 偶然误差大，且不简便也不直观电压表的内阻影响（或电压表的分流）【解析】【详解】（1）[1]．根据原理图可连接对应的实物图，如图所示；（2）[2]．根据描出的点用直线将各点拟合，得出图象如图所示；（3）[3][4]．根据闭合电路欧姆定律可得：U U E r R=-即 R R E r U⋅-＝ 则可知，图象与纵轴的交点表示电源的内阻，故r =1.4Ω；图象的斜率表示电源电动势，故有：60V 3.0V 2.50.5E -=-＝ （4）[5]．根据两组测量数据可以算出一组E ，r 值，偶然误差大，且不简便，也不直观； （5）[6]．由于电压表的分流作用，使得电流的测量值比真实值偏小，故造成电源电动势和内阻不准确；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E I R r=+，电压表的示数为 R U 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 47010r E ---=-⨯ 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v v +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．利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻．要求尽量减小实验误差，实验电路如图1所示．(1)现有电流表(0-0．6A)、开关和导线若干，以及以下器材：A ．电压表(0~15V)B ．电压表(0~3V)C ．滑动变阻器(0~50Ω)D ．滑动变阻器(0~500Q)实验中电压表应选用________；滑动变阻器应选用________．（选填相应器材前的字母）(2)某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上，请标出余下的一组数据的对应点，并画出U-I 图线________． 序号1 2 3 4 5 6 电压U(V)1.45 1.40 1.30 1.25 1.20 1.10 电流I(A) 0.060 0.120 0.240 0.260 0.360 0.480(3)根据(2)中所画图线可得出干电池的电动势E=________V，内电阻r=________Ω．(4)实验中随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化，图3各示意图中正确反映P-U关系的是________．【答案】(1)B C (2)如图(3) 1.50 (1.49～1.51) 0.83 (0.81～0.85) (4)C【解析】【分析】【详解】（1）[1][2]．一节干电池电动势约为1.5V，则电压表应选B，为方便实验操作，滑动变阻器应选C；（2）[3]．根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出电源的U-I图象如图所示：（3）[4][5]．由得出的电源U-I 图象可知，图象与纵轴交点坐标值是1.50，则电源电动势E =1.50V ，电源内阻：1.5 1.00.830.6U r I ∆-==Ω≈Ω∆； （4）[6]．电压表测量路端电压，其示数随滑动变阻器的阻值增大而增大；而当内阻和外阻相等时，输出功率最大；此时输出电压为电动势的一半．外电路断开时，路端电压等于电源的电动势，此时输出功率为零；故符合条件的图象应为C ．6．小明利用如图所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻（1）图中电流表的示数为__________A（2）调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下请根据表中的数据，在答题卡的方格纸上作出U-I 图线____________________．由图线求得：电动势E=_________V ，内阻r=_________________Ω．（3）实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合，其实从实验误差考虑，这样的操作不妥，因为__________________________________．【答案】0.44 1. 60 （1. 58 ~ 1. 62 都算对） 1.2（1.18 ~1.26都算对）干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大.【解析】【分析】【详解】（1）由题目表格测量数据知，电流表使用0.6A量程，所以读数为0.44A；（2）描点画图，如图所示；根据可得：电动势为E=1.6V；图线的斜率等于内阻r=1.2Ω；（3）干电池长时间使用后,电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大.7．为研究某一蓄电池组，某兴趣小组将一块旧的电池组充满电，准备利用下列器材测量电池组的电动势和内电阻。