内蒙古自治区物理第十二章 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R0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R0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R0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R0=__________． 【答案】1.48V 0.50Ω（0.48～0.52Ω） dj je或者jf R0?【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r?E?U?r I?U1.48?1.20??0.50?（0.48～0.52?） , ?I0.56E?U?r I（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（R0+r），定值电阻R0?
2．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 R1 2.10V 5.60V 2.5k? 2.5k? 【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
R?E?U1?U26?2.5?3???500?U12.5
.25?103R1最小电阻为500? ，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
1.6V2.4V2.4??A 3R1R26?102.10V1.40V1.4??A R1R22?103联立可求得R1=2.5k? R2=2.5k? 由闭合电路欧姆定律可得
?2.42.4?E?1.6V?2.4V????R 3?R6?10?2?
?1.41.4?E?2.1V?1.4V????R 3?R2?10?2?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。选择合适电路，根据欧姆定律联立可得。
3．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，R1为滑动变阻器，R2、R3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R1和R2必须满足的关系是__________________．
（2）若R1＝6?，R2＝12?，电源内电阻r＝6?，，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R3的阻值应该选择（ ） （A）2? （B）4? （C）6? （D）8? 【答案】（1）R1≤R2，（2）B 【解析】 【详解】
(1)电流表的示数： I?E，欲使滑动片P由a滑至b时A示数一直变小，须使
r?R3?R并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R1≤R2． （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R1和R2部分的电阻变化范围是0～4Ω，因此R3的阻值必须大于2Ω小于6Ω．所以A、C、D错误，只能选B．
4．某同学欲测量一电容器的电容，他采用高电阻放电法来测量，电路图如图甲所示．其原理是测出电容器在充电电压为U时所带的电荷量Q，从而求出其电容C．该实验的操作步骤如下：
（1）先判断电容器的好坏，使用万用表的电阻挡进行测量，观察到万用表指针向右偏转较大角度，又逐渐返回到起始位置，此现象说明电容器是____（选填“好”、“坏”）的； （2）按如图甲所示电路原理图连接好实验电路，将开关S接通____（选填“1”、“2”），对电容器进行充电，调节可变电阻R的阻值，再将开关S接通另一端，让电容器放电，观察微安表的读数，直到微安表的初始指针接近满刻度；
（3）此时让电容器先充电，记下这时的电压表读数U0=2.9V，再放电，并同时开始计时，每隔5 s或10 s读一次微安表的读数i，将读数记录在预先设计的表格中。根据表格中的12组数据，以t为横坐标，i为纵坐标，在乙图所示的坐标纸上描点（图中用“×”表示），请在图上作出电流i与时间t的曲线______;
（4）根据以上实验结果和图象，算出该电容器的电容约为____F（结果保留两位有效数字）．
【答案】好 1 2.6×10-3~3.0×10-3之间
【解析】 【详解】
（1）[1]使用万用表的电阻挡进行测量，观察到万用表指针向右偏转较大角度，又逐渐返回到起始位置，此现象说明电容器是好的。
（2）[2] 将开关S接通“1”，电容器与电源连接，对电容器进行充电。
（3）[3] 根据坐标系内所描出的点，用平滑的曲线把各点连接起来，可作出作出电流i与时间t的图象如图：
（4）[4]由Q?I?t知，电荷量为I?t图象与坐标轴所围的面积，即面积为电容器在开始33格均正确），每小格相当放电时所带的电荷量。由图象可知“面积”格数约32格（31～
8.25×10?3C于2.5×10 -4 C，所以电容器电容为U0时，电荷量Q=7.75×10?3C(8.00×10?3C～
Q8.00?10?3?F?2.75?10?3F （2.6×10-3~3.0×10-3之间均均正确)，电容器的电容C?U02.9正确）。
5．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________。
UU1U?A．U?R B．U? C．?R D．
R0RU（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
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