第十二章电能能量守恒定律精选试卷测试卷（解析版）一、第十二章电能能量守恒定律实验题易错题培优（难）1．在练习使用多用电表的实验中，(1)某同学使用多用电表的欧姆档粗略测量一定值电阻的阻值R x，先把选择开关旋到“×10”挡位，测量时指针偏转如图所示．以下是接下来的测量过程：a．将两表笔短接，调节欧姆档调零旋钮，使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度，然后断开两表笔b．旋转选择开关至交流电压最大量程处（或“OFF”档），并拔出两表笔c．将选择开关旋到“×1”挡d．将选择开关旋到“×100”挡e．将选择开关旋到“×1k ”挡f．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出阻值R x，断开两表笔以上实验步骤中的正确顺序是________（填写步骤前的字母）．(2)重新测量后，指针位于如图所示位置，被测电阻的测量值为____Ω．(3)如图所示为欧姆表表头，已知电流计的量程为I g=100μA，电池电动势为E=1.5V，则该欧姆表的内阻是____kΩ，表盘上30μA刻度线对应的电阻值是____kΩ．(4)为了较精确地测量另一定值电阻的阻值R y，采用如图所示的电路．电源电压U恒定，电阻箱接入电路的阻值可调且能直接读出．①用多用电表测电路中的电流，则与a点相连的是多用电表的____（选填“红”或“黑”）表笔．②闭合电键，多次改变电阻箱阻值R，记录相应的R和多用电表读数I，得到R－1I的关系如图所示．不计此时多用电表的内阻．则R y＝___Ω，电源电压U＝___V．(5)一半导体电阻的伏安特性曲线如图所示．用多用电表的欧姆挡测量其电阻时，用“×100”挡和用“×1k”挡，测量结果数值不同．用____（选填“×100”或“×1k”）挡测得的电阻值较大，这是因为____________．【答案】dafb 2200 15kΏ35kΩ红 200 8 ×1k 欧姆表中挡位越高，内阻越大；由于表内电池的电动势不变，所以选用的挡位越高，测量电流越小；该半导体的电阻随电流的增大而减小，所以选用的档位越高，测得的电阻值越大【解析】【分析】【详解】(1)[1]先把选择开关旋到“×10”挡位，测量时指针偏转如图所示．指针指在示数较大处，为使指针指在刻度盘中央附近，应换用“×100 ”挡(几百×10=几十×100)，再欧姆调零，测量，整理器材．实验步骤中的正确顺序是：dafb(2)[2]重新测量后，指针位于如图所示位置，被测电阻的测量值为221002200⨯Ω=Ω (3)[3]电表内阻461.5 1.51015k Ω10010g E R I -==Ω=⨯Ω=⨯内 [4]当电表指针指在30μA 刻度线上时EI R R =+内，整理得 4461.5 1.510 3.51035k Ω3010E R R I -=-=-⨯Ω=⨯Ω=⨯内 (4)[5]①多用电表测电路中的电流， a 点与电源正极相连，则与a 点相连的是多用电表的红表笔．[6][7]②由欧姆定律可得()y U I R R =+整理得y UR R I=- 由图象的纵截距得：200y R =Ω由图象的斜率得：4000V 8V 7525U -==-(5)[8][9]欧姆表挡位越高，内阻越大；由于表内电池的电动势不变，所以选用的挡位越高，测量同一电阻时电路中电流越小；该半导体的电阻随电流的减小而增大，所以选用的档位越高，测得的电阻值越大．所以选“×1k”挡测得的电阻值较大．2．用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组旳电动势E 和内阻r ，又能同时描绘小灯泡旳伏安特性曲线.A ．电压表V 1（量程6V 、内阻很大）B ．电压表V 2（量程3V 、内阻很大）C ．电流表A （量程3A 、内阻很小）D ．滑动变阻器R （最大阻值10Ω、额定电流4A ）E ．小灯泡（2A 、5W ）F ．电池组（电动势E 、内阻r ）G ．开关一只，导线若干实验时，调节滑动变阻器旳阻值，多次测量后发现：若电压表V 1旳示数增大，则电压表V 2旳示数减小.（1）请将设计旳实验电路图在虚线方框中补充完整_____.（2）每一次操作后，同时记录电流表A 、电压表V 1和电压表V 2旳示数，组成两个坐标点（I ，U 1）、（I ，U 2），标到U —I 坐标中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图所示，则电池组旳电动势E ＝__________V 、内阻r ＝_________Ω.（本小题结果保留2位有效数字）（3）在U —I 坐标中两条图线在P 点相交，此时滑动变阻器连入电路旳阻值应为________Ω，电池组旳效率为_____________（此空结果保留2位有效数字）.【答案】 4.5 1.0 0 56%【解析】 【详解】（1）[1]伏安法测电源电动势与内阻实验中，电压表测路端电压，电压表示数随滑动变阻器接入电路阻值的增大而增大；描绘小灯泡伏安特性曲线实验中，电流表测流过灯泡的电流，灯泡两端电压随滑动变阻器接入电路电阻的增大而减小，调节滑动变阻器时，电压表1V 的示数增大，则电压表2V 的示数减小，则1V 测路端电压，2V 测灯泡两端电压，电路图如图所示：（2）[2]电源的U-I 图象是一条倾斜的直线，由图象可知，电源电动势为：4.5V E ；[3]则电源内阻为：4.5V 2.5V1.0Ω2.0AU I r -===∆∆； （3）[4]由图乙所示图象可知，两图象的交点坐标，即灯泡电压 2.5V LU=，此时电路电流 2.0A I =，则电源电动势为：L E Ir U IR =++滑即：4.5V 2.0A 1Ω 2.5V 2.0A R =⨯++⨯滑则：0ΩR =滑；[5]则电池组旳效率为：100%56%LEIIUη=⨯=。
3．如图所示，用伏安法测电源电动势和内阻的实验中，在电路中接一阻值为2Ω的电阻R 0， 通过改变滑动变阻器，得到几组电表的实验数据： U （V ） 1.2 1.0 0.8 0.6 I （A ）0.100.170.230.30（1）R 0的作用是____________________； （2）用作图法在坐标系内作出U -I 图线（___）；（3）利用图线，测得电动势E =___________V ，内阻r =_________ Ω．（4）某同学测另一串联电池组的输出功率P 随外电阻R 变化的曲线如图所示．由所得图线可知，被测电池组电动势E ＝________V ，电池组的内阻r ＝_______Ω． 【答案】保护电源、电表，防止短路 见解析 1.5 1.0 30 5 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]R 0接在电源附近，是为了防止外部电路短路时，电源出现短路现象，故此电阻在此起保护电源、电表，防止短路的作用．(2)[2]描点作图如下(3)[3][4]由完全电路欧姆定律可得()E U I R r=++整理得()U E I R r=-+对比图象，由纵截距可得： 1.5E V=；由图象斜率可得1.50.630.30UR rI∆-+==Ω=Ω∆-解得1.0r=Ω(4)[5][6] 串联电池组的输出功率P随外电阻R变化的关系为222()4E EP RR rR rrR⎛⎫==⎪-+⎝⎭+当R r=时，电源的输出功率最大；由图象可得，当5R=Ω时，电源的输出功率最大且为45W；则5r=Ω，且245555E⎛⎫=⨯⎪+⎝⎭解得30E V=4．用如图甲所示的电路测量一节新干电池的电动势和内电阻．干电池内电阻较小．除干电池、开关、导线外可供使用的实验器材还有：A．电压表V (量程3V)B．电流表A(量程0.6A)C．定值电阻R0（阻值2Ω，额定功率2W）D．滑动变阻器R（阻值范围0-20Ω，额定电流1A）（1）在图乙中已画出部分线路的连接，请你以笔画线代替导线，完成剩余的线路连接；（2）根据实验数据作出U—I图象如图丙所示，则干电池的电动势E＝_____V，内阻r=____Ω（保留两位有效数字）；（3）定值电阻R0在电路中作用是_____________（只要求写出一点）．【答案】 1.6V，0.29Ω①保护作用；②增大等效阻的测量值，减小误差；③当改变变阻器阻时，电压表示数变化大．【解析】(1)根据图甲所示电路图为电流表内接法和滑动变阻器的限流式，连接实物电路图如图所示：(2)由闭合电路的欧姆定律U E Ir=-，结合图丙图象可知，图象与纵轴交点坐标值是1.6，则电源电动势E=1.6V, 图象斜率表示等效内阻1.62.290.7UkI∆==≈Ω∆，电源的内阻r=k-R0=2.29-2=0.29Ω.(3)由图甲所示电路图可知，定值电阻与电源串联组成等效电源，增大了电源内阻，定值电阻一方面可以保护电路，同时增大了电源的等效电阻，减小了实验误差，此外，增大电源等效内阻，改变变阻器阻时，电压表示数变化大，便于实验．【点睛】用图象法处理实验数据是常用的实验数据处理方法，要掌握应用图象法处理实验数据的方法；电源的U-I图象与纵轴交点坐标值为电源电动势，图象斜率的绝对值等于电源内阻．5．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。
A．待测电池组，电动势约为4V，内阻约几欧姆B．直流电压表V1、V2（量程均可满足要求，均可视为理想电表）C．定值电阻R0（未知）D．滑动变阻器R，最大阻值R p（已知）E．导线和开关(1)现利用以上器材，设计一个电路如图所示，完成对待测电池组的电动势和内阻的测量。
(2)实验之前，需要利用该电路图测出定值电阻R0，方法是先把滑动变阻器R调到最大阻值R p，再闭合开关，电压表V1和V2的读数分别为U10、U20，则R0=____（用U10、U20、R p表示）。
(3)实验中移动滑动变阻器触头，读出电压表V l和V2的多组数据U l、U2，描绘出U l-U2图象（横轴为U2），图线斜率绝对值为k，与横轴的截距值为a，则电池组的电动势E=____，内阻r=___（用k、a、R0表示）。
(4)经测量得到该电池组的电动势为E=4.0V，内阻r=1.5Ω，现用该电池组与定值电阻R1=1.0Ω串联，然后与两个相同的灯泡构成如图所示的电路，灯泡的伏安特性曲线如图所示，试用作图法求出：每个灯泡的实际功率为____W（结果保留两位小数）。
【答案】2010PU RU ka0(1)R k 0.75(0.73~0.78）【解析】【分析】【详解】(2)[1]当滑动变阻器接入阻值最大时，此时电路中电流为：10pUIR=根据欧姆定律得：202010pU RURI U==(3)[2][3]根据闭合电路欧姆定律可知：()210UU E r RR=-+根据题意可知：r RkR+=()aE R rR=-+联立解得：E ka=，()1r R k=-．(4)[4]定值电阻R1与电源构成等效电源，在灯泡U-I图象坐标系内作出等效电源的U-I图象如图所示，由图示图象可知，灯泡两端电压：U=1.70V，通过每个灯泡的电流I=0.46A，灯泡实际功率：P=UI=1.70×0.46≈0.78W6．为了测量一节干电池的电动势和内阻，某同学采用了伏安法，现备有下列器材：A．被测干电池一节B．电流表A1，量程0～0.6 A，内阻r＝0.3 ΩC．电流表A2，量程0～0.6 A，内阻约为0.1 ΩD．电压表V1，量程0～3 V，内阻未知E．电压表V2，量程0～15 V，内阻未知F．滑动变阻器1,0～10 Ω，2 AG．滑动变阻器2,0～100 Ω，1 AH．开关、导线若干伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差；在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻．(1)在上述器材中请选择适当的器材：______ (填写选项前的字母)；(2)实验电路图应选择下图中的______ (填“甲”或“乙”)；(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U－I图象，则干电池的电动势E ＝______V，内电阻r＝______Ω.【答案】ABDFH 甲 1.5 0.7【解析】【详解】(1)[1]本实验中必选的仪器有：A．被测干电池一节；H开关、导线若干；因电源电动势为1.5V，电流较小，为了读数准确，所以电流表应选择：量程0～0.6A，内阻0.3Ω的B；电压表选择D量程0～3V，滑动变阻器阻值较小有利于电表的数值变化，减小误差，故选F，故选ABDFH.(2)[2]因电流表的内阻已知，故实验电路图应选择图甲；(3)[3][4]根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U－I图象，则干电池的电动势E＝1.5V内电阻r＝1.5 1.00.5Ω－0.3Ω＝0.7Ω.7．现有一特殊的电池，其电动势E约为9V，内阻r在35～55Ω范围，最大允许电流为50mA．为测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲的电路进行实验．图中电压表的内电阻很大，对电路的影响可以不计；R为电阻箱，阻值范围为0～9999Ω；R0是定值电阻．⑴实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格：A．10Ω，2.5W B．50Ω，1.0W C．150Ω，1.0W D．1500Ω，5.0W本实验应选用______________，其作用是_________________．⑵该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值读出电压表的示数U，再改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图乙的图线．则根据该同学所作的图线可知图象的横坐标与纵坐标的比值表示_________．⑶根据乙图所作出的图象求得该电池的电动势E 为_______V ，内电阻r 为_______Ω． 【答案】C 保护电阻 回路中电流 10V 46～50Ω 【解析】 【分析】 【详解】(1)根据闭合电路欧姆定律电路中最小电阻为min 391805010m E R I -==Ω=Ω⨯，所以R 0应选C ，其作用是作为保护电阻．(2)根据闭合电路欧姆定律，应有0UE U r R R=+⋅+，所以图乙图象的横坐标与纵坐标之比0UR R+为回路电流． (3)将0U E U r R R =+⋅+变形为0111r U E R R E =⋅++，所以纵轴截距10.1E=，解得E =10V，斜率0.670.1121r k E -==⨯，解得r =4.75Ω(4.6～5都对) 【点睛】涉及到用图象解得问题，一般思路是首先根据物理规律列出表达式，然后再整理出关于纵轴物理量与横轴物理量的关系式，然后再根据斜率和截距的概念列式求解即可．二、第十二章 电能 能量守恒定律选择题易错题培优（难）8．如图所示，一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经过时间t 0滑至斜面底端。