河北省鸡泽县第一中学物理第十二章 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）1．一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．某同学设计了如图（a ）所示电路研究电源输出功率变化情况．电源E 电动势、内电阻恒定，R 1为滑动变阻器，R 2、R 3为定值电阻，A 、V 为理想电表．（1）若滑动片P 由a 滑至b 时A 示数一直变小，则R 1和R 2必须满足的关系是__________________．（2）若R 1＝6Ω，R 2＝12Ω，电源内电阻r ＝6Ω，，当滑动片P 由a 滑至b 时，电源E 的输出功率P 随外电路总电阻R 的变化关系如图（b ）所示，则R 3的阻值应该选择（ ） （A ）2Ω （B ）4Ω （C ）6Ω （D ）8Ω 【答案】（1）R 1≤R 2，（2）B 【解析】 【详解】(1)电流表的示数： 3EI r R R =++并，欲使滑动片P 由a 滑至b 时A 示数一直变小，须使R 并一直变大，因为两电阻之和一定时，当二者相等时并联电阻最大，所以要求R 1≤R 2． （2）从图b 知，当R 外=6Ω时，电源E 的输出功率P 最大，即电源内阻为6Ω，而R 1和R 2部分的电阻变化范围是0～4Ω，因此R 3的阻值必须大于2Ω小于6Ω．所以A 、C 、D 错误，只能选B ．3．某同学利用一个电阻箱、一个电压表（视为理想电表）、一个定值电阻（05ΩR =）、一个开关和若干导线测定一电源（电动势小于3V ）的电动势及内阻，实验原理图如图（甲）所示。

(1)根据实验原理图完成实物图（乙）中的连线______________。

(2)若某次测量时电阻箱的旋钮位置如图（丙）所示的，电压表的示数如图（丁）所示，则电阻箱的阻值为________Ω，电压表的示数为__________V 。

(3)改变电阻箱的电阻R ，读出电压表的示数U ，然后根据实验数据描点，绘出的图像是一条直线11U R-。

若直线的斜率为k ，在坐标轴上的截距为b ，则电源的电动势E =__________，内阻r =_________。

（用k 、b 和0R 表示）【答案】 115.0 2.301b 0kR b- 【解析】 【分析】 【详解】（1）根据电路图连接实物图如图所示（2）如图（丙）和（丁），电阻箱和电压表的读数分别为11001105100.1115.0R =⨯+⨯+⨯+⨯=Ω， 2.30U =Ｖ（3）根据电路图可知电路的电流满足关系0+E UI R R r R==+变形可得0111R r U E R E+=+ 再由11U R-图像的斜率为k ，在坐标轴上的截距为b ，即 11k b U R=+ 所以可得0R r k E+=，1b E =即可求得1E b =，0k r R b=-4．现有一节干电池（电动势约为1.5V ，内阻约为0.30Ω），电压表V （量程为3V ，内阻约3kΩ）；电流表A （量程为0.6A ，内阻为0.70Ω），滑动变阻器R （10Ω，2A ），电键一个及导线若干。

(1) 为了更准确地测出电源电动势和内阻，某组同学用右图所示电路测得多组电压和电流值，得到如图所示的 U-I 图线，由图可得该电源电动势E =_______V ，内阻 r =_______Ω。

（结果均保留两位小数）(2)某小组在实验时，发现电流表坏了，于是不再使用电流表，仅用电阻箱R ′替换掉了滑动变阻器，电路图如右图所示。

他们在实验中读出几组电阻箱的阻值R ′和电压表的示数U ，描绘出11-'U R 的关系图像，得到的函数图像是一条直线。

若该图像的斜率为k ，纵轴截距为b ，则此电源电动势E =_________，内阻r =__________。

该组同学测得电源电动势E测_____E 真，内阻r 测_____r 真。

(填“>”“＝”或“<”)。

【答案】1.48—1.50 0.30 1b Kb＜ ＜ 【解析】 【详解】（1）[1][2]．由图可得该电源电动势E =1.50V ，内阻1.50 1.000.70 1.00.70.300.50A U r R I ∆-=-=Ω-Ω=Ω-Ω=Ω∆。

（2）[3][4]．由闭合电路欧姆定律：'EI r R =+ U =IR ＇；联立变形得：''ER U r R=+； 变形可得：'111rU E R E=⋅+ 又此式可知图中直线斜率r k E=1b E =， 解得：1E b = k r b=[5][6]．将电压表内阻等效为电源的内阻，则电源内阻测量值=V V R rr r R r <+测真电源电动势测量值=VV R E E E R r<+测真 即该组同学测得电源电动势E 测<E 真，内阻r 测<r 真。

5．在“测定电源电动势和内阻”的实验中，某同学在实验室找出了下列器材： A ．电流表G （满偏电流10mA ，内阻r g =10Ω） B ．电流表A （0~0.6A ，内阻不计） C ．滑动变阻器R 0（0~100Ω，1A ） D ．定值电阻R （阻值990Ω） E.开关与导线若干 F.待测电源（E 、r 未知）（1）由于未找到合适量程的电压表，该同学利用电表改装知识，将电流表G 与定值电阻R ________（填“并”或“串”）联改装成的电压表量程的最大值为________V 。

（2）根据现有的实验器材，设计电路图，要求用题中所给仪器符号标在电路图中，请画在图甲所示的方框中__________。

（3）如图乙所示是该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的I 1-I 2图线（I 1为电流表G 的示数， I 2为电流表A 的示数），则由图线可以得到被测电池的电动势E =________V ，内阻r =________Ω。

（均保留两位有效数字）【答案】串 10 9.0 10【解析】 【分析】 【详解】（1）[1]把电流表G 改装成电压表需要串联分压电阻。

[2]改装后电压表量程10V g g U I r R =+=（）（2）[3]应用伏安法测电源电动势与内阻，电压表测路端电压，电流表测电路电流，实验电路图如图所示。

（3）[4]由电路图可知，电流表G 与定值电阻串联充当电压表，则由闭合电路欧姆定律可得121000-I E I r =整理得12-10001000r EI I =+ 由数学知识可知，图像与纵坐标的交点为9.0mA ，故电源的电动势为10009.0V 9V ⨯=。

[5]图像的斜率的绝对值-3-28-410 1.01010000.5-0.1r k ===⨯（）解得电源内阻10Ωr =6．某同学利用如图所示的电路可以测量多个物理量．实验室提供的器材有：两个相同的待测电源(内阻1Ω)r ≈，电阻箱1(R 最大阻值为999.9Ω)，电阻箱2(R 最大阻值为999.9Ω)，电压表V(内阻约为2kΩ)，电流表A(内阻约为2Ω)，灵敏电流计G，两个开关1S、2S．主要实验步骤如下：①按图连接好电路，调节电阻箱1R和2R至最大，闭合开关1S和2S，再反复调节1R和2R，使电流计G的示数为0，读出电流表A、电压表V、电阻箱1R、电阻箱2R的示数分别为1I、1U、1R、2R；②反复调节电阻箱1R和2(R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2I、2U．回答下列问题：（1）电流计G的示数为0时，电路中A和B两点的电势Aφ和Bφ的关系为______；（2）电压表的内阻为______，电流表的内阻为______；（3）电源的电动势E为______，内阻r为______。

【答案】φA=φB11111VU RRI R U=-121AUR RI=-122121U I U IEI I-=-1221U UrI I-=-【解析】【详解】（1）[1]．电流计G的示数为0时，由欧姆定律知，G的电压为零，说明A、B两点的电势相等，即φA=φB．（2）[2][3]．由于电流计G的示数为0，所以电流表的示数等于电压表的电流与电阻R1的电流之和．则在步骤1中，通过电压表的电流111VUI IR=-电压表的内阻为111111VVU U RRI I R U==-左右两个电源两极间的电压相等，则有：U1=I1（R A+R2）解得电流表的内阻121AUR RI=-（3）[4][5]．根据闭合电路欧姆定律得：E=U1+I1rE=U2+I2r解得122121U I U IEI I-=-1221U UrI I-=-7．如图（a）所示，是多用电表欧姆档内部的部分原理图，已知电源电动势E = 1.5 V，内阻r= 1 Ω，灵敏电流计满偏电流I g = 10 mA，内阻为r g= 90 Ω，表盘如图b所示，欧姆表表盘中值刻度为“15”（1）多用电表的选择开关旋至“Ω”区域的某档位时，将多用电表的红、黑表笔短接，进行欧姆调零，调零后多用电表的总内阻为___________Ω，某电阻接入红、黑表笔间，表盘如图（b）所示，则该电阻的阻值为_______________Ω。

（2）若将选择开关旋至“×1”，则需要将灵敏电流计__________（选填“串联”或“并联”）一阻值为___________Ω的电阻，再欧姆调零。

（3）多用电表长时间使用后，电源内阻变大，电动势变小，此因素会造成被测电阻的测量值比真实值___________（选填“偏大”“不变”或“偏小”）。