(2017河南部分重点中学联考)二极管是一种半导体元件,它的符号为其特点是具有单向导电性,即电流从正极流入时电阻比较小,而从负极流入时电阻比较大
(1)某课外兴趣小组想要描绘某种晶体二极管的伏安特性曲线,因二极管外壳所印的标识模糊,为判断该 二极管的正、负极,他们用多用电表电阻挡测二极管的正、反向电阻;其步骤是:将选择开关旋至合适倍率,进行欧姆调零,将黑表笔接触二极管的左端,红表笔接触右端时,指针偏角比较小;然后将红、黑表笔位置 对调后再进行测量,指针偏角比较大,由此判断 端为二极管的正极(选填“左”、“右”);
(2)厂家提供的伏安特性曲线如图;为了验证厂家提供的数据,该小组对加反向电压时的伏安特性曲线进 行了描绘,可选用的器材有:
A.直流电源E:电动势5V,内阻忽略不计;
B.直流电源E:电动势7V,内阻忽略不计;
C.滑动变阻器R:0﹣20Q;
D.电压表V1:量程45V,内阻约500kΩ;
E.电压表V2:量程3V,内阻约20kΩ;
F.电流表uA:量程300uA,内阻约400a;
G.电流表mA:量程50mA,内阻约5Ω;
H.待测二极管D;
I.单刀单掷开关H,导线若干
①为了提高测量结果的准确度,选用的器材 (填序号字母)
②为了达到测量目的,请在答题卡上虚线框内画出正确的实验电路原理图;(图在答题卡上)
③为了保护二极管,反向电压不要达到40V,请你对本实验的设计或操作提出一条合理的建议: .
【参考答案】(1)右;(2)①BCDFHI; ②电路如图;③在二极管支路串入一阻值合适的分压电阻起保护作用.
(2017成都一模)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,除小灯泡L“3.8 V、0.3 A”外,可供选择的实验仪器如下:
A.电压表V:量程0~3 V,内阻约6 kΩ,
B.电流表A1:量程0—4 mA,内阻100 Ω
C.电流表A2:量程0—300 mA,内阻约5 Ω
D.滑动变阻器R1:最大阻值10 Ω,额定电流l .0A
E.滑动变阻器R2:最大阻值5 Ω,额定电流0.5 A
F.定值电阻R3:阻值2 kΩ
G.定值电阻R4:阻值900 Ω
H.直流电源E:电动势约6V,内阻约0.5Ω
I.开关S一个,导线若干
(1)先将 表(填元件前的序号字母)与 电阻(填元件前的序号宁母) (填“串联”或“并联”),将其改为量程4V的电压表。
(2)在答题卡上对应的虚线框内画出实验电路图(改装后的电压表直接用电压表的符号表示)。
(3)其中,滑动变阻器应选 (填元件前的序号字母);电流表应选 (填元件前的序号字母)。
(4)某实验小组完成实验后,利用实验得到的数据描绘出如图甲所示的小灯泡的伏安特性曲线。根据此图给出的信息,可以判断:图乙所示的该小灯泡的P-U2或P- I2图线中(P为小灯泡的功率),可能正确的是 。
【参考答案】:(1)B G 串联
(2)如图。(3)D C (4)BD
(4)由于小灯泡电阻随温度的升高而增大,所以由P=U2/R可知图象A错误B正确;由P=I2R可知图象C错误D正确。
要测绘一个标有“3 V 0.6 W”小灯泡的伏安特性曲线,灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3 V,并便于操作。已选用的器材有:
电池组(电动势为4.5 V,内阻约1 Ω);
电流表(量程为0~250 mA,内阻约5 Ω);
电压表(量程为0~3 V,内阻约3 kΩ);
电键一个、导线若干。
(1)实验中所用的滑动变阻器应选下列中的________(填字母代号)。
A.滑动变阻器(最大阻值20 Ω,额定电流1 A)
B.滑动变阻器(最大阻值1 750 Ω,额定电流0.3 A)
(2)实验的电路图应选用下列的图________(填字母代号)。
(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示。如果将这个小灯泡接到电动势为1.5 V,内阻为5 Ω的电源两端,小灯泡消耗的功率是________ W。
【参考答案】:(1)A (2)B (3)0.1
物理兴趣小组的同学们从实验室中找到一只小灯泡,其标称功率值为 0.75 W,额定电压值已模糊不清。他们想测定其额定电压值,于是先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约为2 Ω,然后根据公式计算出该灯泡的额定电压 U== V=1.22 V。他们怀疑所得电压值不准确,于是,再利用下面可供选择的实验器材设计一个电路,测量通过灯泡的电流和它两端的电压并根据测量数据来绘制灯泡的UI图线,进而分析小灯泡的额定电压。
A.电压表(量程3 V,内阻约3 kΩ)
B.电流表(量程150 mA,内阻约2 Ω)
C.电流表(量程500 mA,内阻约0.6 Ω)
D.滑动变阻器R1(0~20 Ω)
E.滑动变阻器R2(0~100 Ω)
F.电源 E(电动势4.0 V,内阻不计)
G.开关S和导线若干
H.待测灯泡L(额定功率0.75 W,额定电压未知)
(1)在下面的虚线框中画出他们进行实验的电路原理图,指出上述器材中,电流表选择________(填“”或“”);滑动变阻器选择________(填“R1”或“R2”)。
(2)在实验过程中,一同学将灯泡两端的电压由零缓慢地增加,当电压达到1.23 V时,发现灯泡亮度很暗,当达到2.70 V时,发现灯泡已过亮,便立即断开开关,并将所测数据记录在表格中。
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
U/V | 0.20 | 0.60 | 1.00 | 1.40 | 1.80 | 2.20 | 2.70 |
I/mA | 80 | 155 | 195 | 227 | 255 | 279 | 310 |
请你根据表中实验数据在如图所示坐标系中作出灯泡的UI图线。
(3)由图象得出该灯泡的额定电压应为______ V;这一结果大于1.22 V,其原因是_______________________________________________________________________。
【名师解析】 (1)根据P=I2R,估算出灯泡的电流大约是600 mA,因此电流表应选;本实验要描绘出灯泡的U I图线,需要测量多组数据,因此滑动变阻器应采用分压式接法,所以应选阻值较小的R1;小灯泡电阻较小,电流表应外接。原理图如图甲所示。
【参考答案】 (1)见解析图甲 R1 (2)见解析图乙 (3)2.5(2.4~2.6均可) 小灯泡的冷态电阻小于正常工作时的电阻(或小灯泡的电阻随温度的升高而变大)
为了测量一个标有“12 V 5 W”的小灯泡在不同电压下的功率,给定了以下器材:
电源:12 V,电阻不计;
电流表:0~0.6 A,0~3 A,内阻可忽略;
电压表:0~3 V,0~15 V,内阻很大;
滑动变阻器:阻值范围0~20 Ω,允许通过的最大电流为1 A;
开关一个,导线若干。
实验时要求加在小灯泡两端的电压可从零调到12 V。
(1)将图甲中的实物图连接完整。
(2)某位同学测得小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,某次测量时,通过小灯泡的电流大小为0.40 A,则此时加在它两端的电压为________ V,此时小灯泡的实际功率为________ W。
【名师解析】:(1)由于要求小灯泡两端的电压可从零调到12 V,故滑动变阻器应采用分压式接法。又因电流表内阻可忽略,则电流表采用内接法、外接法均可以,实物连接如图所示。
(2)由I U图线得,当I=0.40 A时,U=6 V,故小灯泡的实际功率为P=IU=2.4 W。
【参考答案】:(1)见解析图 (2)6 2.4
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