Question

（2010?安徽模擬）I．下列有關(guān)高中物理實(shí)驗(yàn)的說法中，不正確的一項(xiàng)是

D

A．“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是等效替代法
B．電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓是220V的交流電
C．在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，由紙帶上的一系列點(diǎn)跡取計(jì)數(shù)點(diǎn)，可求出任意兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的平均速度
D．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，必須要用天平測(cè)出下落物體的質(zhì)量
Ⅱ．二極管是一種半導(dǎo)體元件，電路符號(hào)為“”，其特點(diǎn)是具有單向?qū)щ娦�，即電流從正極流入時(shí)電阻比較小，而從負(fù)極流入時(shí)電阻比較大．
①某實(shí)驗(yàn)興趣小組對(duì)某種晶體二極管的伏安特性曲線進(jìn)行測(cè)繪．因二極管外殼所印的標(biāo)識(shí)模糊，為判斷正負(fù)極，用多用電表電阻擋測(cè)二極管的正反向電阻．將選擇開關(guān)旋至合適倍率，調(diào)整歐姆零點(diǎn)后，將黑表筆接觸二極管的左端、紅表筆接觸右端時(shí)，指針偏角比較��；再將紅、黑表筆位置對(duì)調(diào)時(shí)，指針偏角比較大，由此判斷

右

端為二極管的正極．（選填“左”、“右”）
②廠家提供的伏安特性曲線如圖1．該小組只對(duì)加正向電壓時(shí)的伏安特性曲線進(jìn)行了測(cè)繪，以驗(yàn)證與廠家提供的數(shù)據(jù)是否一致，可選用的器材有：
A．直流電源，電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻忽略不計(jì)；
B．0～20Ω的滑動(dòng)變阻器一只；
C．量程5V、內(nèi)阻約50kΩ的電壓表一只；
D．量程3V、內(nèi)阻約20kΩ的電壓表一只；
E．量程0.6A、內(nèi)阻約0.5Ω的電流表一只；
F．量程50mA、內(nèi)阻約5Ω的電流表一只；
G．待測(cè)二極管一只；
H．導(dǎo)線、電鍵等．
為了提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度，電壓表應(yīng)選用

D

，電流表應(yīng)選用

F

．（填序號(hào)字母）
③為了達(dá)到測(cè)量目的，請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上圖2的虛線框內(nèi)畫出正確的實(shí)驗(yàn)電路原理圖．
④為了保護(hù)二極管，正向電流不要超過25mA，請(qǐng)你對(duì)本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)或操作提出一條合理的建議

在二極管支路串入一阻值合適的限流電阻起保護(hù)作用；

⑤該小組通過實(shí)驗(yàn)采集數(shù)據(jù)后描繪出了二極管的伏安特性曲線，通過對(duì)比，與廠家提供的曲線基本吻合．如果將該二極管與一阻值R=50Ω的電阻串聯(lián)，再接至電動(dòng)勢(shì)E=1.5V、內(nèi)阻不計(jì)的電源上，二極管處于正向?qū)�通狀態(tài)．請(qǐng)你寫出根據(jù)題中給出的伏安曲線求通過二極管電流的步驟：（不要求求出結(jié)果）

設(shè)二極管兩端電壓為U，通過的電流為I，由閉合電路歐姆定律得方程U=1.5-50I，在二極管伏安圖象中作出該方程的直線，該直線與二極管伏安曲線相交，讀出交點(diǎn)的縱坐標(biāo)值即為I．

．

Answer 1

分析：驗(yàn)證平行四邊形實(shí)驗(yàn)采用的是等效替代的方法，即一個(gè)合力與幾個(gè)分力共同作用的效果相同，可以互相替代，電火花計(jì)時(shí)器用的電源是220V交流電，根據(jù)

.

v

=

x

t

可以求出任意兩點(diǎn)間的平均速度．
注意多用電表黑表筆接的是內(nèi)部電源的正極，然后結(jié)合二極管正向?qū)�通反向截止的特性分析�?br />根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)大小選擇電壓表量程，結(jié)合圖象中電流表的最大值選擇電流表的量程，連接電路圖時(shí)注意滑動(dòng)變阻器是分壓接法還是限流接法，電流表是內(nèi)接還是外接；
要控制電路關(guān)鍵在于控制二極管兩端的電壓，故可以通過加入保護(hù)電阻分壓，或在調(diào)節(jié)時(shí)讓滑動(dòng)變阻器分壓慢慢變大，進(jìn)行控制；
根據(jù)閉合電路歐姆定律列方程結(jié)合二極管伏安特性曲線求解．

解答：解：I．A、合力與分力是等效替代的關(guān)系，所以本實(shí)驗(yàn)采用的等效替代法，故A正確；
B、電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓是220V的交流電，故B正確．
C、根據(jù)

.

v

=

x

t

可得，可以求出紙帶上任意兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的平均速度，故C正確．
D、驗(yàn)證機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證mgh=

1

2

mv²，因質(zhì)量m可以消去，所以本實(shí)驗(yàn)不需要用天平測(cè)量質(zhì)量，故D錯(cuò)誤．
題目要求選不正確的，故選：D．
II．①黑表筆接的是內(nèi)部電源的正極，因此電流從黑表筆流出，將黑表筆接觸二極管的左端、紅表筆接觸右端時(shí)，指針偏角比較小說明測(cè)得的阻值較大，因此此時(shí)測(cè)得的是反向電阻，即黑表筆連接的是二極管的負(fù)極，則左端為負(fù)極右端為正極；
②電源電動(dòng)勢(shì)為3V，故電壓表選用量程為3V的D；
由描出的圖象可以看出最大電流為30mA，故電流表選擇量程為50mA的F即可；
③電壓從零開始測(cè)量，故選擇滑動(dòng)變阻器分壓接法，二極管正向電阻較小，屬于小電阻故選擇電流表外接法，電路圖如圖：

④為了防止超過最大電流，可以在電路中串接保護(hù)電阻；同時(shí)也可以通過實(shí)驗(yàn)方法，即慢慢調(diào)節(jié)滑動(dòng)觸片，注視電流表，使電流表示數(shù)不得超過25mA；
⑤設(shè)二極管兩端電壓為U，通過的電流為I，由閉合電路歐姆定律得方程U=1.5-50I，在二極管伏安圖象中作出該方程的直線，該直線與二極管伏安曲線相交，讀出交點(diǎn)的縱坐標(biāo)值即為I．
故答案為：Ⅰ、D．
Ⅱ、①右②D，F(xiàn)③如圖
④a、在二極管支路串入一阻值合適的限流電阻起保護(hù)作用；b、閉合開關(guān)前滑動(dòng)觸頭停在最左端，向右移動(dòng)滑動(dòng)觸頭時(shí)應(yīng)緩慢進(jìn)行，同時(shí)仔細(xì)觀察電流表示數(shù)變化，以防止電流超過25mA．
⑤設(shè)二極管兩端電壓為U，通過的電流為I，由閉合電路歐姆定律得方程U=1.5-50I，在二極管伏安圖象中作出該方程的直線，該直線與二極管伏安曲線相交，讀出交點(diǎn)的縱坐標(biāo)值即為I．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了歐姆表的原理及伏安特性曲線，綜合性較強(qiáng)，要求學(xué)生能全面掌握實(shí)驗(yàn)知識(shí)；注意歐姆表的原理及分壓接法等基本原理．