第十二章 电能 能量守恒定律精选试卷检测题（Word 版 含答案）一、第十二章 电能 能量守恒定律实验题易错题培优（难）1．一同学设计了如图甲所示电路来测节干电池的电动势和内阻．该同学选好器材后，进行操作(其中0R 是保护电阻)．（1）该同学测量时记录了6组数据，并根据这些数据面出了U-I 图线如图丙所示，根据图线求出干电池的电动势E=_________V(结果保留三位有效数字)，内阻r=___________Ω．（2）若保护电阻0R 的阻值未知，该干电池的电动势E 、内电阻r 已经测出，在图乙的电路中只需改动一条线就可测量出0R 的阻值．该条线是_________，需改接为________(请用接线柱处的字母去表达)．改接好后，调节滑动变阻器，读出电压表的示数为U 、电流表示数为I ，电源的电动势用E 表示，内电阻用r 表示，则0R =__________． 【答案】1.48V 0.50Ω（0.48～0.52Ω） dj je 或者jf 0E UR r I-=- 【解析】 【分析】 【详解】（1）由图丙所示，电源U-I 图像可知，图像与纵轴交点坐标值为1.48，则电源电动势E=1.48V ，电源内阻 1.48 1.200.500.480.520.56U r I ∆-===ΩΩ∆（～） , （2）将导线jd 改接为je ，此时电源与定值电阻组成等效电源，在闭合电路中，电源电动势：E=U+I （R 0+r ），定值电阻0E UR r I-=-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1121530120.430.6V U R U I R ==Ω=Ω-- 电流表的内阻为21228.2 1.80.4DA 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=1.50Ω3．小王和小李两同学分别用电阻箱、电压表测量不同电源的电动势和内阻。
（1）小王所测电源的内电阻r 1较小，因此他在电路中接入了一个阻值为2.0Ω的定值电阻R 0，所用电路如图甲所示。
①请根据图甲用笔画线代替导线将图乙所示器材连接成完整的实验电路_____。
②闭合开关S ，调整电阻箱的阻值R ，读出电压表（可视为理想电压表）相应的示数U ，得到了一组U 、R 数据。
为了比较准确地得出实验结论，小王同学准备用直线图象来处理实验数据，应选择以下哪个图像来处理数据________。
A ．U R -B ．U U R -C ．1R U- D ．0U U R -（2）小李同学所测电源的电动势E 2约为9V ，内阻r 2为35～55Ω，允许通过的最大电流为50mA 。
小李同学所用电路如图丙所示，图中电阻箱R 的阻值范围为0～9999Ω。
①电路中R 0为保护电阻。
实验室中备有以下几种规格的定值电阻，阻值和允许通过的最大电流如下，本实验中应选用________。
A ．20Ω，125mAB ．50Ω，20mAC ．150Ω，60mAD ．1500Ω，5mA②实验中通过调节电阻箱的阻值，记录电阻箱的阻值R 及相应的电压表的示数U ，根据测得的多组数据，作出011U R R-+图线，图线的纵轴截距为a ，图线的斜率绝对值为b ，则电源的电动势E 2＝______，内阻r 2＝________。
【答案】 B C1a b a【解析】 【分析】 【详解】（1）①[1]根据电路图，实物图连接如图所示：②[2]根据欧姆定律可知101UE U R r R=++()可得101UU E R r R=-+()故横坐标为UR，选项B 正确，ACD 错误。
故选B 。
（2）①[3]电路最小总电阻约为min 91800.05R =Ω=Ω 为保护电路安全，保护电阻应选C(150Ω，60mA)，选项C 正确，ABD 错误。
故选C 。
②[4][5]在闭合电路中，电源电动势为2220UE U Ir U r R R=+=++ 则2202111r U E R R E =⋅++，则011U R R-+图象是直线。
截距为21a E =斜率为22r b E =解得21E a =，2b r a=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RR 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．某实验小组设计了如图所示的电路，用于研究热敏电阻T R 的伏安特性曲线，所用电压表量程为3V ，内阻V R 约10k Ω，电流表量程为0.5A ，内阻A 2.5R =Ω，R 为电阻箱。
（以下计算结果均保留2位有效数字）(1)该实验小组实验操作步骤： ①按实验电路图把电路连接好 ②把电阻箱调到最大，闭合开关;③调节电阻箱电阻值，记录下不同电阻箱电阻值R 和对应的电压表示数U 和电流表示数I ④利用上述物理量的符号，表示电源路端电压U =端_______。
(2)该小组同学，通过正确的测量得到数据，并描绘在I U -坐标系中，图线如图所示，其中A 曲线是热敏电阻伏安特性曲线，B 斜线为电源的电流随路端电压的变化规律。
当电压表示数为1.0V 时，热敏电阻值T R =______Ω；该电源的电动势E =______V ，内电阻r =_______Ω；(3)实验中，当电阻箱的阻值调到1Ω时，热敏电阻消耗的电功率P =________W 。
【答案】()A U I R R ++ 10 3.0 2.5 0.36 【解析】 【分析】 【详解】（1）[1]由电路图可知，电阻间为串联关系；电压表测量T R 两端的电压，电流表测量电路中电流，根据串并联电路规律可知外电压为()A U U I R R =++端（2）[2]当电压为1.0V 时，热敏电阻值中的电流I 为0.1A ，由欧姆定律可知，电阻为10ΩTT TU R I == [3] [4]根据闭合电路的欧姆定律E U Ir =+可知图像的与U 轴的交点为电源电动势3.0V E =整理得U E I r r=- 斜率10.220.55k r === 解得 2.5Ωr = （3）[5]电源等效内阻06ΩA r r R R =++=热敏电阻两端的电压6U E I =-在图像中做6U E I =-的图像图像的交点为0.277A I =， 1.30V U = 热敏电阻消耗的电功率0.36W P UI ==6．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R 0（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．7．某同学要测定一电源的电动势E和内阻r，实验器材有：一只DIS电流传感器（可视为理想电流表，测得的电流用I表示），一只电阻箱（阻值用R表示），一只开关和导线若干。