高中物理必修第3册第十二章 电能 能量守恒定律测试卷专题练习（解析版）
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R1(0~999.9Ω)
D．滑动变阻器R2(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R2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R1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U－IG (U为电压表的示数，IG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 2.91?0.01 9.1?0.2 【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U?IG的关系式，结合图象求得E，r． 【详解】
（1）[1]灵敏电流计内阻：
Rg?U2.00?R1??398.3?101.7Ω I4.00?10?3
（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：
R并?Rg9?101.7?11.3Ω 9（3）[3][4]电流表示数：I?10IG，由图示电路图可知，电源电动势：
E?U?Ir?U?10IGr
整理得：
U?E??10r?IG
由图示U?IG图象可知，电源电动势：E=2.91V，图象斜率：
k=10r= 电源内阻：r=9.1Ω。 【点睛】
本题关键是明确实验的原理，明确各个部分联接关系，由部分电路欧姆定律与全电路欧姆定律分析求解，对于图象类问题要写出表达式进行分析．
?U2.91?2.00??91 ?3?IG10?10
2．（1）下列给出多种用伏安法测电池电动势和内阻的数据处理方法，其中既能减小偶然误差又直观、简便的是_____
A．测出两组I、U 的数据，代入方程组E=U1+I1r 和E=U2+I2r B．多测几组I、U 的数据，求出几组E、r，最后分别求出其平均值 C．测出多组I、U 的数据，画出U-I 图像，在根据图像求E、r
D．多测几组I、U 的数据，分别求出I 和U 的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即 为电动势E，再利用闭合电路欧姆定律求出内电阻r
（2）(多选)用如图甲所示的电路测定电池的电动势和内阻，根据测得的数据作出了如图乙所示的U-I 图像，由图像可知_______
A．电池的电动势为1.40V B．电池内阻值为3.50Ω C．外电路短路时的电流为0.40A
D．当电压表示数为1．20V 时，电路电流为0．2A
（3）如上（2）中甲图所示，闭合电键前，应使变阻器滑片处在________（填“左”或“右”）端位置上．
（4）．(多选)为了测出电源的电动势和内阻，除待测电源和开关、导线以外，配合下列哪组仪器，才能达到实验目的_______ A．一个电流表和一个电阻箱
B．一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器 C．一个电压表和一个电阻箱 D．一个电流表和一个滑动变阻器 【答案】C； AD； 左； ABC 【解析】
(1) A项中根据两组测量数据可以算出一组E、r值，但不能减少偶然误差；B项中可行，但不符合题目中“直观、简便”的要求，D选项的做法是错误的，故符合要求的选项为C． (2) A项：由图示图象可知，电源U-I图象与纵轴交点坐标值为1.40，则电源的电动势测量值为1.40V，故A正确；
B项：电源内阻等于图象斜率的大小，为r??U?1?，故B错误； ?IC项：由图示图象可知，路端电压为1.00V时，电路电流为0.4A，可知外电路发生短路时的电流为I短=E?1.4A，故C错误； rE?U?0.20A，故D正确； rD项：当电压表示数为1.20V时，I??(3)为了保护用电器，在闭合开关前滑动变阻器应调到最大电阻处，即应使变阻器滑片处在左端位置；
(4) 测定电源的电动势和内阻的原理是闭合电路欧姆定律E=U+Ir，可以一个电压表、一个电流表分别测量路端电压和电流，用滑动变阻器调节外电阻，改变路端电压和电流，实现多次测量．也可以用电流表和电阻箱组合，可代替电流表和电压表，或用电压表和电阻箱组合，代替电压表和电流表，同样能测量电源的电动势和内阻，故ABC正确． 点晴：由图象的纵坐标可知电源的电动势，由纵坐标的交点可知路端电压为1V时的电流，由闭合电路欧姆定律可得出内电阻；测定电源的电动势和内阻的原理是闭合电路欧姆定律，实验的电路有三种，分别是伏安法、伏阻法和安阻法．
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。
（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．U?UU1 C．?R D．U?
RRU0（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，5mA
②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
11?得的多组数据，作出图线，图线的纵轴截距为a，图线的斜率绝对值为b，则UR0?R电源的电动势E2＝______，内阻r2＝________。
【答案】 B C
b1 aa【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
UE1?U?(R0?r1)
R可得
UU?E1?(R0?r1)
R故横坐标为故选B。
（2）①[3]电路最小总电阻约为
U，选项B正确，ACD错误。 RRmin?9??180? 0.05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
E2?U?Ir2?U?则
Ur2 R0?R1r211???， UE2R0?RE2则
11?图象是直线。 UR0?R1 E2截距为
a?斜率为
b?
解得
r2 E2E2?1b，r2? aa
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—999.9Ω0～999.9Ω)）；开关、导线若干。
高中物理必修第3册第十二章 电能 能量守恒定律测试卷专题练习(解析版)
