Question

（2010?安徽模擬）I．下列有關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點，可求出任意兩個計數點之間的平均速度
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量
Ⅱ．二極管是一種半導體元件，電路符號為“”，其特點是具有單向導電性，即電流從正極流入時電阻比較小，而從負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行測繪．因二極管外殼所印的標識模糊，為判斷正負極，用多用電表電阻擋測二極管的正反向電阻．將選擇開關旋至合適倍率，調整歐姆零點后，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行了測繪，以驗證與廠家提供的數據是否一致，可選用的器材有：
A．直流電源，電動勢3V，內阻忽略不計；
B．0～20Ω的滑動變阻器一只；
C．量程5V、內阻約50kΩ的電壓表一只；
D．量程3V、內阻約20kΩ的電壓表一只；
E．量程0.6A、內阻約0.5Ω的電流表一只；
F．量程50mA、內阻約5Ω的電流表一只；
G．待測二極管一只；
H．導線、電鍵等．
為了提高測量結果的準確度，電壓表應選用

D

，電流表應選用

F

．（填序號字母）
③為了達到測量目的，請在答題卡上圖2的虛線框內畫出正確的實驗電路原理圖．
④為了保護二極管，正向電流不要超過25mA，請你對本實驗的設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作用；

⑤該小組通過實驗采集數據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，再接至電動勢E=1.5V、內阻不計的電源上，二極管處于正向導通狀態．請你寫出根據題中給出的伏安曲線求通過二極管電流的步驟：（不要求求出結果）

設二極管兩端電壓為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

.

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部電源的正極，然后結合二極管正向導通反向截止的特性分析；
根據電源電動勢大小選擇電壓表量程，結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，電流表是內接還是外接；
要控制電路關鍵在于控制二極管兩端的電壓，故可以通過加入保護電阻分壓，或在調節時讓滑動變阻器分壓慢慢變大，進行控制；
根據閉合電路歐姆定律列方程結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

.

v

=

x

t

可得，可以求出紙帶上任意兩個計數點之間的平均速度，故C正確．
D、驗證機械能守恒實驗需要驗證mgh=

1

2

mv²，因質量m可以消去，所以本實驗不需要用天平測量質量，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極，則左端為負極右端為正極；
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電阻；同時也可以通過實驗方法，即慢慢調節滑動觸片，注視電流表，使電流表示數不得超過25mA；
⑤設二極管兩端電壓為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，讀出交點的縱坐標值即為I．
故答案為：Ⅰ、D．
Ⅱ、①右②D，F③如圖
④a、在二極管支路串入一阻值合適的限流電阻起保護作用；b、閉合開關前滑動觸頭停在最左端，向右移動滑動觸頭時應緩慢進行，同時仔細觀察電流表示數變化，以防止電流超過25mA．
⑤設二極管兩端電壓為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．