第十二章 电能 能量守恒定律精选试卷综合测试卷(word含答案)
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人教版高中物理第十二章电能能量守恒定律精选试卷练习卷(Word版含解析)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.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。
高中物理必修第3册第十二章电能能量守恒定律试卷(Word版含解析)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.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R 1(最大阻值20Ω);C .滑动变阻器R 2(最大阻值2000Ω);D .各种规格的定值电阻R 0;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R 0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G 1示数逐渐增大,电流表G 2示数接近3.0mA 并且几乎不变,当滑片临近最右端时,电流表G 2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G 1、G 2的示数分别为I 1、I 2,并得到多组数据,建立直角坐标系,作出了I 2和I 1的关系图线,经拟合得到直线I 2=3.0mA -0.4I 1 ,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 ,gI n I =并联的电阻为R ,根据并联电路的特点则有1g R R n =-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G 1示数逐渐增大,电流表G 2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]G 1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()221200g E I R I I r =++整理得21200g g E rI I R r R r=-++ I 2=3.0mA -0.4I 1由I 2和I 1的关系图线得图线的截距b =3.0mA ,斜率0.4K =-0.003g ER r=+ A 2000.4G rR r=+ 解得 3.0E =V , 解得 2.0r =Ω3.某位同学用如图甲所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关和两个部件.请根据下列步骤完成电阻测量:(1)在使用前,发现多用电表指针如图乙所示,则他应调节__________ (选填或或).(2)正确处理完上述步骤后,他把开关打在欧姆挡,把红黑表笔短接,发现指针如图丙所示,则他应调节__________ (选填或或).(3)正确处理完上述步骤后,他把红黑表笔接在某定值电阻两端,发现指针如图丁所示,则他应采取的措施是①___________________;②____________________.(4)正确处理完上述步骤后,他把红黑表笔接在定值电阻两端,发现指针如图戊所示,则该定值电阻的阻值___________.【答案】(1)S (2)T (3)①将打到欧姆挡;②将两表笔短接,重新调节,使指针指在欧姆零刻度线处(4)【解析】【分析】【详解】(1)在使用前,发现多用电表指针如图乙所示,则应机械调零,即他应调节S使针调到电流的零档位.(2)把开关打在欧姆挡,把红黑表笔短接,即欧姆调零,应该调到电阻的零档位,此时要调节欧姆调零旋钮,即T(3)他把红黑表笔接在某定值电阻两端,发现指针如图丁所示,说明待测电阻较小,应该换小挡,即换挡,换挡必调零,所以要重新调零即将两表笔短接,重新调节,使指针指在欧姆零刻度线处.(4)根据欧姆表读数原则可知欧姆表的读数为【点睛】要熟练万用表的使用规则,并且要注意在换挡时一定要欧姆调零.4.利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻.要求尽量减小实验误差,实验电路如图1所示.(1)现有电流表(0-0.6A)、开关和导线若干,以及以下器材:A.电压表(0~15V) B.电压表(0~3V)C.滑动变阻器(0~50Ω) D.滑动变阻器(0~500Q)实验中电压表应选用________;滑动变阻器应选用________.(选填相应器材前的字母)(2)某位同学记录的6组数据如下表所示,其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上,请标出余下的一组数据的对应点,并画出U-I图线________.序号123456电压U(V) 1.45 1.40 1.30 1.25 1.20 1.10电流I(A)0.0600.1200.2400.2600.3600.480(3)根据(2)中所画图线可得出干电池的电动势E=________V,内电阻r=________Ω.(4)实验中随着滑动变阻器滑片的移动,电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化,图3各示意图中正确反映P-U关系的是________.【答案】(1)B C (2)如图(3) 1.50 (1.49~1.51) 0.83 (0.81~0.85) (4)C【解析】 【分析】 【详解】(1)[1][2].一节干电池电动势约为1.5V ,则电压表应选B ,为方便实验操作,滑动变阻器应选C ;(2)[3].根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后作出电源的U-I 图象如图所示:(3)[4][5].由得出的电源U-I 图象可知,图象与纵轴交点坐标值是1.50,则电源电动势E =1.50V ,电源内阻:1.5 1.00.830.6U r I ∆-==Ω≈Ω∆; (4)[6].电压表测量路端电压,其示数随滑动变阻器的阻值增大而增大;而当内阻和外阻相等时,输出功率最大;此时输出电压为电动势的一半.外电路断开时,路端电压等于电源的电动势,此时输出功率为零;故符合条件的图象应为C .5.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.6.利用如图所示的电路测定一节干电池的电动势和内电阻,要求尽量减小实验误差.供选择的器材有:A.电流表A(0~0.6 A)B.电压表V1(0~3 V)C.电压表V2(0~15 V)D.滑动变阻器R1(0~15 Ω)E.滑动变阻器R2(0~100 Ω)G.定值电阻R0=1 ΩH.开关一个,导线若干(1)实验中电压表应选用__________,滑动变阻器应选用___________(选填相应器材前的字母).(2)实验小组根据图甲中电路图已连接了部分器材,请用笔画线当导线,将乙图中实物连接图补充完整___________.(3)实验时,某位同学记录了5组数据,对应的点已经标在坐标纸上,请在坐标纸上画出U–I图线___________,并根据所画图线可得出干电池的电动E=________V,内电阻r=________Ω.(计算结果小数点后保留两位数字)【答案】B D1.48(1.47-1.49范围内均可) 0.60(0.57-0.63范围内均可)【解析】【分析】【详解】(1)[1]一节干电池电动势约为1.5 V,则电压表应选B;[2]为方便实验操作,电表示数有明显变化,滑动变阻器应选D;(2)[3]实物连接图如图所示:(3)[4]U–I图线如图所示:[5]据0()U E I R r =-+可得,图线与U 轴的交点等于电动势,则电动势为1.48 V ;[6]图线斜率的绝对值为1.60,大小等于内阻与定值电阻R 0之和,则内阻为0.60 Ω.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。
人教版高中物理第十二章 电能 能量守恒定律精选试卷复习练习(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.某实验小组要测量干电池组(两节)的电动势和内阻,实验室有下列器材:A 灵敏电流计G (量程为0~10mA ,内阻约为100Ω)B 电压表V (量程为0~3V ,内阻约为10kΩ)C .电阻箱R 1(0~999.9Ω)D .滑动变阻器R 2(0~10Ω,额定电流为1A)E.旧电池2节F.开关、导线若干(1)由于灵敏电流计的量程太小,需扩大灵敏电流计的量程.测量灵敏电流计内阻的电路如图甲所示,调节R 2和电阻箱,使得电压表示数为2.00V ,灵敏电流计示数为4.00mA ,此时电阻箱接入电路的电阻为398.3Ω,则灵敏电流计内阻为___________Ω(保留一位小数).(2)为将灵敏电流计的量程扩大为100mA ,该实验小组将电阻箱与灵敏电流计并联,则应将电阻箱R 1的阻值调为___________Ω(保留三位有效数字).(3)把扩大量程后的电流表接入如图乙所示的电路,根据测得的数据作出G U I - (U 为电压表的示数,G I 为灵敏电流计的示数)图象如图丙所示则该干电池组的电动势E =___________V ,内阻r =___________Ω(保留三位有效数字)【答案】101.7 11.3 2.910.01± 9.10.2±【解析】【分析】(1)根据题意应用欧姆定律可以求出电流表内阻.(2)把灵敏电流计改装成电流表需要并联分流电阻,应用并联电路特点与欧姆定律求出并联电阻阻值.(3)由闭合电路欧姆定律确定出G U I -的关系式,结合图象求得E ,r .【详解】(1)[1]灵敏电流计内阻:132.00398.3101.74.0010g U R R I -=-=-=⨯Ω (2)[2]灵敏电流计满偏电流为10mA ,把它改装成100mA 的电流表,电流表量程扩大了10倍,并联电阻分流为90mA ,为电流计的9倍,由并联电路特点可知,并联电阻阻值:101.711.399g R R ===并Ω (3)[3][4]电流表示数:10G I I =,由图示电路图可知,电源电动势:10G E U Ir U I r =+=+整理得:()10G U E r I =-由图示G U I -图象可知,电源电动势:E =2.91V ,图象斜率:k =10r =32.91 2.00911010G U I -∆-==∆⨯ 电源内阻:r =9.1Ω。
高中物理必修第3册第十二章 电能 能量守恒定律试卷试卷(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.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R 1(阻值100Ω,额定功率1W)D .定值电阻R 2(阻值200Ω,额定功率1W) E.滑动变阻器R 3(阻值范围0~10Ω,额定电流2A) F.滑动变阻器R 4(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】R 2 R 4 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.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 。
高中物理第十二章电能能量守恒定律精选测试卷测试卷(word版,含解析)一、第十二章电能能量守恒定律实验题易错题培优(难)1.听说水果也能做电池,某兴趣小组的同学将一个土豆做成水果电池.同学们通过查阅资料知道这种水果的电动势大约1伏左右,又用量程为0~3V、内阻约50kΩ的伏特表测其两极时读数为0.96V.可是当他们将四个这样的水果电池串起来给标为3V,0.5A的小灯泡供电时,灯泡并不发光.检查灯泡、线路均没有故障,而用伏特表直接测量其电压确实能达到3V多.(1)据你分析,出现这种现象的原因应当是:__________(不要求写分析、推导过程).(2)为了能尽可能准确测定水果电池的电动势和内阻,若实验室除了导线和开关外,还有以下一些器材可供选择:A.电流表A1(量程为0~0.6A ,内阻为1Ω)B.灵敏电流表A2(量程为0~0.6mA ,内阻为800Ω)C.灵敏电流表A3(量程为0~300μA ,内阻未知)D.滑动变阻器R1(最大阻值约10Ω)E.滑动变阻器R2(最大阻值约2kΩ)F.变阻箱(0~9999Ω)①实验中应选择的器材是_____________(填器材前的字母代号).②在方框中画出应采用的电路________.【答案】水果电池的内阻太大. BF【解析】【分析】【详解】(1)根据闭合电路欧姆定律可得电路电流E I R r=+,要想灯泡发光,就得有较大电流,只是电动势高还不行,必须内阻也小才行,所以灯泡不亮的原因是水果电池的内阻太大. (2)①本题中电流表1A 量程太大,3A 内阻未知,所以选2A 较好;由于没有电压表,所以选电阻箱将电路串联,利用闭合电路欧姆定律可以测出内阻.故实验中应选择的器材是B 、F .②实验电路如下图【点睛】测电源电动势和内阻的方法虽然各不相同,但是都是根据闭合电路欧姆定设计的.2.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 ) 1.21.0 0.8 0.6 I (A ) 0.10 0.17 0.23 0.30(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]R0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=3.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);电流表2A(量程0~100mA);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000 0x Ur r R kI -'=+='=-,解得0xUR rI=-.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.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R 0在电路中作用是_____________(只要求写出一点).【答案】 1.6V ,0.29Ω ①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 1.62.290.7U k I ∆==≈Ω∆,电源的内阻r =k -R 0=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.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2k Ω),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______。
高中物理必修第3册第十二章电能能量守恒定律测试卷测试卷(word版,含解析)一、第十二章电能能量守恒定律实验题易错题培优(难)1.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r1较小,因此他在电路中接入了一个阻值为2.0Ω的定值电阻R0,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.UUR- C.1RU- D.UUR-(2)小李同学所测电源的电动势E2约为9V,内阻r2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R0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,125mA B.50Ω,20mA C.150Ω,60mA D.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11U 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E2=______,内阻r2=________。
【答案】 B C1aba【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 rR=++()可得101UU E R rR=-+()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min91800.05R=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。
人教版高中物理第十二章电能能量守恒定律精选试卷(Word版含解析)一、第十二章电能能量守恒定律实验题易错题培优(难)1.现要测量电压表的内阻和电源的电动势,提供的器材有:电源E(电动势约为6V,内阻不计),电压表V1(量程0~2.5V,内阻约为2.5kΩ),电压表V2(量程0~3v,内阻约为10kΩ),电阻箱R0(最大阻值为9999.9Ω),滑动变阻器R1(最大阻值为3kΩ),滑动变阻器R2(最大阻值为500Ω),单刀双掷开关一个,导线若干(1)如图(1)所示的甲、乙、丙三图是几位同学为完成本次验而设计的电路图,你认为选用哪一个电路图完成本次实验最合理?_______ (填“甲”、“乙”“丙”)(2)电路中应选用滑动变阻器_______(选填“R1”或“R2”)(3)按照下列步骤进行实验:①闭合开关前,将滑动变阻器和电阻箱连入电路的阻值调至最大;②闭合开关,将电阻箱调到6Ωk,调节滑动变阻器至适当的位置,此时电压表V1的示数为1.60V电压表V2的示数为2.40V;③保持滑动变阻器连入电路的阻值不变,再将电阻箱调到2kΩ, 此时电压表V1的示数如图(2)所示,其示数为_______V,电压表V2的数为1.40V(4)根据以上实验数据,计算得到电源的电动势为_______V,电压表V1的内阻为_______KΩ,电,压表V2的内阻为_______KΩ.【答案】丙1R 2.10V 5.60V 2.5kΩ 2.5kΩ【解析】【分析】考查测电阻、电源电动势的方法,根据欧姆定律综合分析可得。
【详解】(1).[1]当采用甲电路图时,电压表V1最大电流为1mA,电压表V2最大电流为0.3mA,电压表V1读数不准确,若采用乙电路图,通过V1电流更小,读数更不准确。
故只能选择丙电路图。
(2).[2] 由闭合电路欧姆定律可估算一下滑动变阻,估算滑动变阻器的阻值121316 2.535002.5.2510E U URUR----==Ω=Ω⨯最小电阻为500Ω,所以只能选择R1(3).[3] 最小分度值为0.1V,要估读到下一位,所以读数是2.10V(4).根据串并联电路特点可得3121.6V 2.4V 2.4A 610RR =+⨯ 3122.10V 1.40V 1.4A 210R R =+⨯ 联立可求得R 1=2.5k Ω R 2=2.5k Ω由闭合电路欧姆定律可得322.4 2.41.6V 2.4V 610E R R ⎛⎫=+++⨯ ⎪⨯⎝⎭321.4 1.42.1V 1.4V 210E R R ⎛⎫=+++⨯ ⎪⨯⎝⎭联立可得E= 5.60V【点睛】器材选择要考虑安全性原则、准确性原则、方便性原则。
高中物理必修第3册第十二章电能能量守恒定律试卷测试题(Word版含解析)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()221200g E I R I I r =++整理得21200g g E r I I R r R r=-++ I 2=3.0mA -0.4I 1由I 2和I 1的关系图线得图线的截距b =3.0mA ,斜率0.4K =-0.003g E R r=+ A 2000.4G r R r=+ 解得 3.0E =V ,解得 2.0r =Ω2.一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 U R 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 U R r I -=-3.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 。
高中物理第十二章 电能 能量守恒定律精选测试卷练习(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.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R 1(阻值100Ω,额定功率1W)D .定值电阻R 2(阻值200Ω,额定功率1W)E.滑动变阻器R 3(阻值范围0~10Ω,额定电流2A)F.滑动变阻器R 4(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】R 2 R 4 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.2.可将光能转换为电能的硅光电池已经得到了广泛的应用.某同学利用如图甲所示的器材探究在一定光照强度下硅光电池的路端电压U 与总电流I 的关系.电表视为理想电表.(1)在图甲中实物图上用笔画线代替导线进行连接___________;(2)用一定强度的光照射硅光电池,调节滑动变阻器,通过测量得到该电池的U -I 图象如图乙所示,由此可知在该光照强度下,硅光电池内阻________(填“是”或“不是”)常数,短路电流为________mA ,电动势为________V .(结果保留三位有效数字)(3)若将R =10kΩ的电阻接在该硅光电池两极上,用同样强度的光照射该硅光电池,则该电阻消耗的功率为________ W ,此时该硅光电池的内阻为________ kΩ.(结果保留两位有效数字)【答案】 不是 0.295(0.293~0.297)2.68(2.66~2.69)3.0×10-4(2.9×10-4~3.1×10-4) 5.4(4.9~5.6)【解析】【详解】(1)[1]本实验中测量电源的电动势和内电阻,故采用限流接法,而电流表采用相对电源的外接法;连接实物电路图,如图所示.(2)[2][3][4]因图象的斜率是变化的,所以电池的内阻不是定值;在硅光电池的U-I图象,图象与横轴的交点表示短路电流,由图可知,短路电流为295μA=0.295mA;当I=0,U=E,图线斜率的绝对值表示内阻.由图线a可知E=2.68V;(3)[5][6]在图乙中作出电阻的伏安特性曲线如图所示,与电源的伏安特性曲线的交点表示电压和电流,由图可知,I=175μA,U=1.7V;故电源的输出功率P=UI=1.7×175×10-6=3.0×10-4W;根据闭合电路欧姆定律可得:362.68 1.75.610 5.617510E Ur kI---===⨯Ω=Ω⨯3.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。
高中物理必修第3册第十二章电能能量守恒定律测试卷检测题(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.某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻,实验原理如图甲所示,其中,虚线框内为用灵敏电流计G改装的电流表A,V为标准电压表,E为待测电池组,S为开关,R为滑动变阻器,R0是标称值为4.0Ω的定值电阻.①已知灵敏电流计G的满偏电流I g=100μA、内阻r g=2.0kΩ,若要改装后的电流表满偏电流为200mA,应并联一只Ω(保留一位小数)的定值电阻R1;②根据图甲,用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路;③某次试验的数据如下表所示:该小组借鉴“研究匀变速直线运动”试验中计算加速度的方法(逐差法),计算出电池组的内阻r= Ω(保留两位小数);为减小偶然误差,逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是.④该小组在前面实验的基础上,为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响,用一已知电动势和内阻的标准电池组通过上述方法多次测量后发现:电动势的测量值与已知值几乎相同,但内阻的测量值总是偏大.若测量过程无误,则内阻测量值总是偏大的原因是.(填选项前的字母)A.电压表内阻的影响 B.滑动变阻器的最大阻值偏小C.R1的实际阻值比计算值偏小 D.R0的实际阻值比标称值偏大测量次数12345678电压表V读数U/V 5.26 5.16 5.04 4.94 4.83 4.71 4.59 4.46改装表A读数I/mA20406080100120140160【答案】(2)①1.0 ②如图所示③ 1.66 充分利用测得的数据④CD【解析】解:1.根据改装后电表的量程1g ggI rI IR=+,代入解得11.0R=Ω.2.实物图如图所示3.根据闭合电路的欧姆定律()E U I R r=++可得UR rI∆+=∆,故1551U UR rI I-+=-,或2662U UI I--或3773U UI I--或()()()123456784884515.664U U U U U U U UU UI I I I+++⋅+++-==Ω--可得: 1.66r=Ω.因充分利用测得的数据,故减少一次测量的偶然误差.4.实验中,电压表为标准电压表,由于电动势的测量值与已知值几乎相同,说明电压表和滑动变阻器对实验没有影响.电压表的变化量和电流表的变化量比值的绝对值为电源内阻r和定值电阻0R之和,当1R的实际阻值比计算值偏小时,电流表的读数比实际值偏小,则测得内阻将偏大,C正确.当0R的实际阻值比标称值偏大时,算得的电源内阻也偏大,D正确.2.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R 1(阻值100Ω,额定功率1W)D .定值电阻R 2(阻值200Ω,额定功率1W) E.滑动变阻器R 3(阻值范围0~10Ω,额定电流2A) F.滑动变阻器R 4(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】R 2 R 4 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.某位同学用如图甲所示的多用电表测量电阻,要用到选择开关和两个部件.请根据下列步骤完成电阻测量:(1)在使用前,发现多用电表指针如图乙所示,则他应调节__________ (选填或或). (2)正确处理完上述步骤后,他把开关打在欧姆挡,把红黑表笔短接,发现指针如图丙所示,则他应调节__________ (选填或或).(3)正确处理完上述步骤后,他把红黑表笔接在某定值电阻两端,发现指针如图丁所示,则他应采取的措施是①___________________;②____________________.(4)正确处理完上述步骤后,他把红黑表笔接在定值电阻两端,发现指针如图戊所示,则该定值电阻的阻值___________.【答案】(1)S (2)T (3)①将打到欧姆挡; ②将两表笔短接,重新调节,使指针指在欧姆零刻度线处 (4)【解析】 【分析】 【详解】(1)在使用前,发现多用电表指针如图乙所示,则应机械调零,即他应调节S 使针调到电流的零档位. (2)把开关打在欧姆挡,把红黑表笔短接,即欧姆调零,应该调到电阻的零档位,此时要调节欧姆调零旋钮,即T(3)他把红黑表笔接在某定值电阻两端,发现指针如图丁所示,说明待测电阻较小,应该换小挡,即换挡,换挡必调零,所以要重新调零即将两表笔短接,重新调节,使指针指在欧姆零刻度线处.(4)根据欧姆表读数原则可知欧姆表的读数为【点睛】要熟练万用表的使用规则,并且要注意在换挡时一定要欧姆调零.4.为测定干电池的电动势和内阻,提供的实验器材如下所示: A .干电池2节,每节干电池的电动势约为1. 5V ,内阻约为0. 9Ω B .电流表A (0~0. 6A ,内阻约为0. 5Ω) C .滑动变阻器R 1(0~50Ω,额定电流为3A ) D .滑动变阻器R 2(0~1000Ω,额定电流为1A ) E. 电流表G (0~3mA ,R g =10Ω) F. 定值电阻3990R =Ω G. 定值电阻490R =Ω(1)由于两节干电池的内阻较小,现将03R =Ω的定值电阻与两节干电池串联后作为一个整体进行测量。
第十二章 电能 能量守恒定律精选试卷综合测试卷(word 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 U R 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 U R 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 =12.6Vr=1.50Ω3.一研究学习小组,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【解析】【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;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 0.301bKb<<【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: 'E I r R=+ U =IR ';联立变形得:''ER U r R=+; 变形可得:'111r U 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 r r r R r<+测真 电源电动势测量值 =V V 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.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 );电流表2A (量程0~100mA );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.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.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min391805010mERI-==Ω=Ω⨯,所以R0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UE U rR 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UE U rR R=+⋅+变形为111rU E R R E=⋅++,所以纵轴截距10.1E=,解得E=10V,斜率0.670.1121rkE-==⨯,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)8.2017年5月,被网友称为共享时代高大上的产物——共享汽车入驻金华,共享汽车全部是节能环保的电动汽车。