河南郑州外国语学校物理第十二章 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．某同学有个超霸（GP）9V电池如图甲所示，他欲测量该电池的电动势和内阻（内阻约为25Ω）。提供的器材如下：电流表A（量程为200μA，内阻为500Ω），开关S，电阻箱R1（最大阻值为9999.9Ω），电阻箱R2（最大阻值为99999.9Ω）和若干导线。
(1)由于电流表A的量程太小，需将电流表A改装成量程为9V的电压表V，则电流表A应与电阻箱______（选填“R1并联”“R1串联”“R2并联”或“R2串联”），并将该电阻箱的阻值调为________Ω。
(2)设计的测量电路如图乙所示，调节电阻箱R的阻值读出相应的电压表示数U，获得多组
11?是图线如图丙所示。若不考虑电表对电路的影响，则根据图线可得该电UR池的电动势E=______V、内阻r=______Ω。（结果均保留三位有效数字）
数据，画出
(3)若考虑电表对电路的影响，则该电池的电动势测量值_______真实值，内阻的测量值______真实值。（均选填“大于”“等于”或“小于”）
【答案】R2串联 44500 8.62（8.55~8.70均可给分） 19.1（18.6~19.3均可给分） 小于 小于 【解析】 【分析】 【详解】
(1)［1］根据电表的改装，应将给电流表串联一个电阻，从而将其改装为电压表。将
Ig=200?A，rg=500?的电流表改装成量程为9V的电压表，则有
Ig??rg+R??9V
代入数据解得
R?44500?
通过以上计算，应选：R2串联 ［2］应将R2电阻箱的阻值调为44500?
(2)［3］由图乙，据闭合电路欧姆定律，得电路中电流为I?E，电压表的示数为 R?rU?IR?RE R?r
上式变形可得
1r11??? UERE由图丙可知
1?0.116V?1 EE?8.62V
［4］电池的内阻为
0.22?0.116?1rA? ?347?0?10E??r?19.1?
［5］如果把电阻箱的电阻R看做外电路，则电压表可看成内电路的一部分，因此实际测出的是电池和电压表整体等效的E?和r?，当外电路打开时，电压表与电源构成闭合回路，此时电压表两端的电压即为等效电动势
E??小于电池电动势E。
［6］因电压表和电池并联，因此等效内阻
RvE Rv+r?r??小于电池内阻r。
Rvr Rv+r
2．（1）如图所示为某多用电表内部简化电路图，作电流表使用时，选择开关S应接________(选填“1”“2”“3”“4”或“5”)量程较大．
（2）某同学想通过多用表的欧姆挡测量量程为3 V的电压表内阻(如图乙)，主要步骤如下：
① 把选择开关拨到“×100”的欧姆挡上；
② 把两表笔相接触，旋转欧姆调零旋钮，使指针指在电阻零刻度处；
③ 把红表笔与待测电压表________(选填“正”或“负”)接线柱相接，黑表笔与另一接线柱相连，发现这时指针偏转角度很小；
④ 换用________(选填“×10”或“×1 k”)欧姆挡重新调零后测量，发现这时指针偏转适中，记
下电阻数值；
⑤ 把选择开关调至空挡或交流电压最高挡后拔下表笔，把多用电表放回桌上原处，实验完毕．
（3） 实验中(如图丙)某同学读出欧姆表的读数为_________Ω，这时电压表读数为___________V.
（4）请你计算欧姆表内部电源电动势为________V．(保留两位有效数字) 【答案】1 负 ×1k 4.0×104 2.20 3.0 【解析】
（1）当做电流表使用时，电阻应和表头并联分流，故连接1和2时为电流表，根据欧姆定律可知并联支路的电压相等，并联支路的电阻越大，分流越小，故当接1时量程最大； （2）③根据“红进黑出”原理，即电流从红表笔流进可知红表笔接电压表的负极； ④欧姆表在测量电阻时指针从无穷大处开始偏转，故欧姆表指针偏转很小，说明被测电阻大，档位应提升一级，即换×1k的测量；
4（3）欧姆表的读数为RV?40.0?1000?4.0?10?；电压表分度值为0.1V，故读数为
2.20V；
（4）根据（3）采用的档位可知中值电阻即欧姆表内阻为r?1.5?104?，根据闭合回路欧姆定律可得2.2?RV4.0E?E，解得E?3.0V． RV?r4.0?1.5
3．电流表G1的量程为0～5mA，内阻r＝290Ω，把它改装成如图甲所示的一个多量程多用电表.电流档小量程为0～10mA，大量程为0～100mA；电压档小量程为0～10V，大量程为0～25V.
(1)某次测量时该多用电表指针位置如图乙所示.若此时开关S端是与“6”相连的，则此多用电的表读数为_____.
(2)已知图甲中的电源E的电动势为15V，当把开关S接到位置4，短接A、B表笔进行欧姆调零后，用该档测量一个未知电阻阻值，指针偏转到电流表G1满偏刻度的的阻值为_____kΩ.
(3)此多用电表的表笔A为_____（“红色”或“黑色”），图中电阻R5＝_____Ω. 【答案】20.0V（19.8～20.2） 6 红色 29 【解析】 【详解】
(1)[1]开关S端与“6”相连，作为大量程电压表使用，量程为0～25V，根据电压表读数规则可知，多用电表读数为20.0V；
(2)[2]分析多用电表内部结构，开关S端与“4”相连，则作为欧姆表使用，此时干路电流最大为Im＝10mA，则根据闭合电路欧姆定律可知，
E?1处，则该电阻5Im?Rx?r内? 5E＝Imr内
Rx＝6kΩ；
联立解得
(3)[3]电流从红表笔流入电表，故多用电表的表笔A为红表笔.
[4]当开关S端接“1”时，电流挡的量程为0～100mA，根据电表改装原理可知，
Ig(r+R6)＝(I1-Ig)R5；
当开关S端接“2”时，电流挡的量程为0～10mA，
Igr＝(I2-Ig)(R5+R6），
联立解得
R5＝29Ω.
4．用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组（电动势约4.5V，内电阻约1Ω）的电动势和内电阻，除了待测电池组，电建，导线外，还有下列器材供选用∶ A．电流表∶量程0.6A，内电阻约1Ω B．电流表∶量程3A，内电阻约0.2Ω
C．电压表∶量程3V，内电阻约30kΩ D．电压表∶量程6V，内电阻约60kΩ E.滑动变阻器∶0~1000Ω，额定电流0.5A F.滑动变阻器∶0~20Ω，额定电流2A
(1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用________，电压表选用________，滑动变阻器应选用________（均填仪器的字母代号）
(2)下图为正确选择仪器后，连好的部分电路，为了使测量误差尽量小，还需要在电路中用导线将________和________相连、________和________相连、________和________相连。（均填仪器上接线柱的字母代号）
(3).实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验，实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U；用图像法处理采集到数据，为在直角坐标系中得到的函数图像是一条直线，则可以_________为纵坐标，以________为横坐标。 【答案】A D F a d c g f h 【解析】 【分析】 【详解】
(1) [1][2]按仪器选择顺序，先选电表，电池电动势为4.5V，故电压表选择6V量程的D； 电路的最大电源不超过0.45A，故电流表选择0.6A量程的A即可； [3]因要求测量结果尽量准确，为方便调节，变阻器选择20Ω的F即可；
(2)[4][5][6]为减小误差，电流表应采用内接法，同时注意电表的正、负接线柱，故可知导线应连接ad、fh、cg；
(3)[7]换用电阻箱后，根据闭合电路欧姆定律有E?U?11 URUr，变形后得到 R11r1UR1r??? 或U?E?r或?R?
RUEEUEER11UR故图像坐标可以为、或U、或、R（横纵坐标互换亦可）
RUUR【点睛】
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