四川省眉山中学物理第十二章电能能量守恒定律专题试卷一、第十二章电能能量守恒定律实验题易错题培优（难）1．某同学在做“测电源电动势与内阻”的实验中，可使用的器材有：A．两只相同的毫安表（量程I g＝3mA，内阻R g＝1000Ω）；B．滑动变阻器R1（最大阻值20Ω）；C．滑动变阻器R2（最大阻值2000Ω）；D．各种规格的定值电阻R0；E．电源E（电动势约为3.0V）；F．开关、导线若干．由于给出的毫安表量程太小，该同学首先要把一只毫安表改装成量程为0.6A的电流表，他需要把阻值为__________Ω的定值电阻R0与毫安表并联（结果保留一位小数）.该同学将用如右上方的电路图进行实验，测定电源的电动势和内阻．在实验中发现变阻器的滑片由左向右逐渐滑动时，电流表G1示数逐渐增大，电流表G2示数接近3.0mA并且几乎不变，当滑片临近最右端时，电流表G2示数急剧变化．出现这种问题，应更换一个总阻值比原来______(选填“大”或“小”)的变阻器．在更换变阻器后,该同学连好电路，改变滑动变阻器滑片的位置，读出毫安表G1、G2的示数分别为I1、I2，并得到多组数据，建立直角坐标系，作出了I2和I1的关系图线，经拟合得到直线I2＝3.0mA－0.4I1 ,则得出电源电动势E＝_____V，内阻r＝_____Ω．（保留一位小数）【答案】5.0 Ω小 3.0V 2.0Ω【解析】【详解】[1]已知量程I g＝3mA，内阻R g＝1000Ω, 0.6I=A，设电流表的量程扩大的倍数为n，gInI=并联的电阻为R,根据并联电路的特点则有1gRRn=-解得R=5.0Ω[2]当变阻器的滑片由左向右逐渐滑动时，变阻器的阻值逐渐减小，外电路电阻减小，电流表G1示数逐渐增大，电流表G2示数接近3.0mA并且几乎不变，说明变阻器的电阻接近零时，路端电压才接近电源电动势，出现这种问题，应更换一个总阻值比原来小的变阻器，[3][4]G1示数是1I时,电路中的总电流是21200I I+，由闭合电路的欧姆定律得() 221200gE I R I I r=++整理得21200g gE rI IR r R r=-++I2＝3.0mA－0.4I1由I2和I1的关系图线得图线的截距b=3.0mA，斜率0.4K=-0.003gER r=+ A2000.4GrR r=+解得 3.0E=V，解得 2.0r=Ω2．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R1(阻值100Ω，额定功率1W)D．定值电阻R2(阻值200Ω，额定功率1W)E.滑动变阻器R3(阻值范围0~10Ω，额定电流2A)F.滑动变阻器R4(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】R2R4 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8Ω200Ω0.040R ==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7.82290.034U k I ∆==≈Ω∆， 电源内阻 222920029r k R =-=Ω-Ω=Ω．3．为了测定电源电动势E 、内电阻r 和定值电阻R o 的阻值，某同学利用DIS(数字化信息系统)设计了如图甲所示的电路．闭合电键S 1，调节滑动变阻器的滑动触头P 向某方向移动时，用电压传感器1、电压传感器2和电流传感器测得数据，井根据测量数据计算机分别描绘了如图乙所示的M 、N 两条U-I 直线，请回答下列问题(1)图乙中的M 、N 两条图线，根据电压传感器1和电流传感器的数据画得的是___________，根据电压传感器 2和电流传感器的数据面得的是___________(填图线M 或图线N )(2)图乙中两直线交点表示电路的工作状态是___________.A ．滑动变阻器的滑动头P 滑到了最右端B ．滑动变阻器的滑动头P 滑到了最左端C ．定值电阻R o 上消耗的功率为2.5WD ．电源的输出功率最大(3)根据图乙可以求得定值电阻R o=______Ω， 电源电动势E =______V ，内电阻r =______Ω.【答案】N M BD 2.5 1.5 1.25【解析】【详解】（1）[1][2]．从电路连接可以看出，电流表A 的读数增大时，电压传感器1的读数减小，电压传感器2的读数增大．故图线N 是电压传感器1和电流传感器的数据绘制的图象，图线M 是电压传感器2和电流传感器的数据绘制的图象（2）[3]．图象中两直线的交点表示电压传感器1的读数与电压传感器2的读数相等，即滑动变阻器的阻值为0，故滑动变阻器的滑动触头P 滑到了最左端，故A 错误，B 正确；图象可以得出电阻R 0的阻值大于电源的内阻，滑动变阻器的阻值减小，电源的输出功率增大，两直线的交点对应滑动变阻器的阻值为0，即电源的输出功率最大，故D 正确；、定值电阻R 0消耗功率为：P=U 2I =1.0×0.4 W=0.4W ，故C 错误；所以选择BD ．（3）[4][5][6]．从图象a 的斜率可以得出定值电阻R 0的阻值为：0 1.00 2.50.40R -==Ω-； 从甲同学的图象可以得出图象在U 轴上的截距为1.50 V ，即电源的电动势为：E =1.50 V ，图象斜率的绝对值为： 1.5 1.0 1.250.4k -== 即电源的内阻为： r =1.25Ω．【点睛】（1）从电路连接结合电流表和电压表的读数变化判断描绘的图线的含义．（2）由图可知，图象由纵坐标的交点为电动势；由图象与横坐标的交点利用闭合电路欧姆定律可求得内电阻．（3）图象中两直线的交点表示电压传感器1的读数与电压传感器2的读数相等，即滑动变阻器的阻值为0，根据图象求解．4．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；5．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 。