陕西省西安市第一中学物理第十二章 电能 能量守恒定律精选测试卷

陕西省西安市第一中学物理第十二章电能能量守恒定律精选测试卷一、第十二章电能能量守恒定律实验题易错题培优（难）1．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R1（最大阻值为999.9Ω）电阻箱R2（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S1、S2主要实验步骤如下：①按图连接好电路，调节电阻箱R1和R2至最大，闭合开关S1和S2，再反复调节R1和R2，使电流计G的示数为0，读出电流表A、电压表V、电阻箱R1、电阻箱R2的示数分别为0.40A、12.0V、30.6Ω、28.2Ω；②反复调节电阻箱R1和R2（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】012.0V -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 =12.6Vr=1.50Ω2．一研究学习小组，为了测定两节串联干电池组的电动势E 和内电阻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。

该学习小组设计了如图甲所示的电路进行实验和采集数据。

（1）设计该实验的原理表达式是________（用E 、r 、I 、R 表示）；（2）在闭合开关之前，应先将电阻箱阻值调至________（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”），在实验过程中，将电阻箱调至图乙所示位置，则此时电阻箱接入电路的阻值为________Ω；（3）根据实验采集到的数据作出如图丙所示的1I﹣R 图象，则由图象求得该电池组的电动势E =_______V ，内阻r =_______Ω．（结果均保留两位有效数字）【答案】E =I （R +r ） 最大值 12 2.7 2.1【详解】（1）[1]．由图可知，本实验采用的是电流表与电阻箱测定电动势，在闭合电路中，电动势为：E=I（R+r）；（2）[2][3]．为了保证电路安全，闭合开关前电阻箱接入电路的阻值应为电阻箱的最大阻值；由图乙所示电阻箱可知，电阻箱的示数为：0×1000Ω+0×100Ω+1×10Ω+2×1Ω=12Ω；（3）[4][5]．在闭合电路中，E=I（R+r），则11rRI E E=+则1RI-图象的截距：rbE=，图象斜率：1kE=由图象可知：b=0.8，1413918IkR∆-===∆-解得电动势为：E≈2.7V，电源内阻为：r≈2.1Ω；3．图为某同学组装完成的简易多用电表，图中E是电池，R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连．（1）图（a）中的A端与 ______________（选填“红”或“黑”）色表笔相连接．（2）关于R6的使用，下列说法正确的是_____________________．A．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置（3）用×100档测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，应换到_____________档（选填“×10”或“×1K”）．如果换档后立即用表笔连接待测电阻进行测量，那么缺少的步骤是__________________________，若补上该步骤后测量，表盘的示数如图b，则该电阻的阻值是___________________________Ω．【答案】黑 B ×1K 进行欧姆调零 22000【解析】(1)[1]欧姆表内置电源正极与黑表笔相连，负极与红表笔相连，即红进黑出；由图示电路图可知A端与黑色表笔相连；(2)[2]由电路图可知6R只在测量电阻时才接入电路，故其作用只能进行欧姆调零，不能进行机械调零，同时在使用电流档时也不需要时行调节；A.与分析不符，不符合题意；B.与分析相符，符合题意；C.与分析不符，不符合题意；(3)[3]用×100挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，说明所选档位太小，为了较准确地进行测量，应换到×1k挡；[4]如果换挡后立即用表笔连接待测电阻进行读数，那么缺少的步骤是：重新进行欧姆调零；[5]由图示表盘可知该电阻的阻值是⨯=．221kΩ22000Ω4．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.5．用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值x R，已知电池的电动势约6V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧．可选用的实验器材有:电流表1A(量程0~30mA);A(量程0~100mA);电流表2电压表V(量程0~6V);滑动变阻器1R(阻值0~5Ω);滑动变阻器2R(阻值0~300Ω);开关S一个，导线若干条．某同学的实验过程如下:Ⅰ.设计如图1所示的电路图，正确连接电路．Ⅱ.将R 的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R 的阻值，测出多组U 和I 的值，并记录．以U 为纵轴．I 为横轴．得到如图2所示的图线．Ⅲ.断开开关，将x R 改接在B 、C 之间．A 与B 直接相连，其他部分保持不变．重复Ⅱ的步骤，得到另一条U-I 图线，图线与横轴I 的交点坐标为0,0I （），与纵轴U 的交点坐标为00,U （）.回答下列问题:（1）电流表应选用 _______，滑动变阻器应选用________.（2）由图2的图线，得电源内阻r=____Ω；（3）用0I 、0U 和r 表示待测电阻的关系式x R =____________代入数值可得x R ； （4）若电表为理想电表，x R 接在B 、C 之间与接在A 、B 之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围________电压表示数变化范围__________(选填“相同”或“不同”)．【答案】A 2 R 2 25 00U r I - 相同 不同 【解析】【分析】【详解】①根据题设条件中电池的电动势约6V ，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧，可估算出电路中的电流为数十毫安，因此电流表应选用2A ，为了电路正常工作，以及方便调节，多测量几组数据，滑动变阻器应选用2.R②根据图中电路结构可知，电压表测量了电路的路端电压，电流表测量了电路的总电流，因此图中图线斜率绝对值即为电源的内阻，有()35.5 4.525602010r k --==Ω=Ω-⨯．③当改接电路后，将待测电阻与电源视为整体，即为一“等效电源”，此时图线的斜率为等效电源的内阻，因此有0000x U r r R k I -'=+='=-，解得00x U R r I =-． ④若电表为理想电表，x R 接在B 、C 之间与接在A 、B 之间，电路的总电阻可变范围不变，因此电流表的示数变化范围相同，x R 接在B 、C 之间时，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，而x R 接在A 、B 之间时，电压表测量的是滑动变阻器与x R 两端电压的和，由于对应某一滑动变阻器阻值时，电路的电流相同，因此电压表的读数不同，所以电压表示数变化范围也不同．6．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”）。