Question

（2010?安徽模擬）I．下列有關(guān)高中物理實驗的說法中，不正確的一項是

D

A．“驗證力的平行四邊形定則”實驗采用的科學(xué)方法是等效替代法
B．電火花打點計時器的工作電壓是220V的交流電
C．在用打點計時器“研究勻變速直線運動”的實驗中，由紙帶上的一系列點跡取計數(shù)點，可求出任意兩個計數(shù)點之間的平均速度
D．在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，必須要用天平測出下落物體的質(zhì)量
Ⅱ．二極管是一種半導(dǎo)體元件，電路符號為“”，其特點是具有單向?qū)щ娦裕�即電流從正極流入時電阻比較小，而從負(fù)極流入時電阻比較大．
①某實驗興趣小組對某種晶體二極管的伏安特性曲線進(jìn)行測繪．因二極管外殼所印的標(biāo)識模糊，為判斷正負(fù)極，用多用電表電阻擋測二極管的正反向電阻．將選擇開關(guān)旋至合適倍率，調(diào)整歐姆零點后，將黑表筆接觸二極管的左端、紅表筆接觸右端時，指針偏角比較小；再將紅、黑表筆位置對調(diào)時，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．該小組只對加正向電壓時的伏安特性曲線進(jìn)行了測繪，以驗證與廠家提供的數(shù)據(jù)是否一致，可選用的器材有：
A．直流電源，電動勢3V，內(nèi)阻忽略不計；
B．0～20Ω的滑動變阻器一只；
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．待測二極管一只；
H．導(dǎo)線、電鍵等．
為了提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確度，電壓表應(yīng)選用

D

，電流表應(yīng)選用

F

．（填序號字母）
③為了達(dá)到測量目的，請在答題卡上圖2的虛線框內(nèi)畫出正確的實驗電路原理圖．
④為了保護(hù)二極管，正向電流不要超過25mA，請你對本實驗的設(shè)計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該小組通過實驗采集數(shù)據(jù)后描繪出了二極管的伏安特性曲線，通過對比，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)，再接至電動勢E=1.5V、內(nèi)阻不計的電源上，二極管處于正向?qū)�通狀態(tài)．請你寫出根據(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，讀出交點的縱坐標(biāo)值即為I．

．

Answer 1

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

.

v

=

x

t

可以求出任意兩點間的平均速度．
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)電源電動勢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，連接電路圖時注意滑動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)時讓滑動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，所以本實驗采用的等效替代法，故A正確；
B、電火花打點計時器的工作電壓是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計數(shù)點之間的平均速度，故C正確．
D、驗證機械能守恒實驗需要驗證mgh=

1

2

mv²，因質(zhì)量m可以消去，所以本實驗不需要用天平測量質(zhì)量，故D錯誤．
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，指針偏角比較小說明測得的阻值較大，因此此時測得的是反向電阻，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電源電動勢為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電壓從零開始測量，故選擇滑動變阻器分壓接法，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；同時也可以通過實驗方法，即慢慢調(diào)節(jié)滑動觸片，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)前滑動觸頭停在最左端，向右移動滑動觸頭時應(yīng)緩慢進(jìn)行，同時仔細(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，讀出交點的縱坐標(biāo)值即為I．

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