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5.发光二极管是目前很多用电器指示灯的电子元件,在电路中的符号是只有电流从标有“+“号的一端流入,从标有“-“号一端流出时,它才能发光,这时可将它视为一个纯电阻.现有某厂家提供的某种型号的发光二极管,允许通过的最大电流为56mA,这种元件的伏安特性曲线如图甲所示.在研究它的伏安特性曲线实验中,可选用的器材有:

待测发光二极管
直流电源E(电动势4.5V,内阻可以忽略不计)
滑动变阻器R(最大阻值为20Ω)
电压表V1(量程10V,内阻约50kΩ)
电压表V2(量程5V,内阻约20kΩ)
电流表A1(量程100mA,内阻约50Ω)
电流表A2(量程60mA,内阻约100Ω)
电键S、导线若干
为准确、方便地进行实验,电压表应选用V2,电流表应选用A2.(填字母符号)
在乙图方框内画出设计的实验电路图.

分析 ①的关键是根据二极管的U-I图象可选出电压表的量程,根据待测二极管的最大允许电流可选出电流表的量程;
②的关键是根据电流从零调可知变阻器应用分压式接法,根据待测电阻阻值远小于电压表内阻,可知电流表应用外接法.

解答 解:从二极管的U-I图象可知,电压表应选${V}_{2}^{\;}$,由于待测二极管的允许通过的最大电流为56mA,所以电流表${A}_{2}^{\;}$.
由于实验要求电流从零调,所以变阻器应用分压式接法,由于待测二极管电阻远小于电压表内阻,所以电流表应用外接法,电路图如图所示:

故答案为:V2,A2

点评 本题考查描绘灯泡的伏安特性曲线的实验;要明确各个实验的实验原理和步骤,掌握有关电表量程的选择、伏安法中内外接法的选择以及变阻器选择分压式接法的选择方法.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

15.如图a所示,水平桌面的左端固定一个竖直放置的光滑圆弧轨道,其半径R=0.5m,圆弧轨道底端与水平桌面相切C点,桌面CD长L=1m,高h2=0.5m,有质量为m(m为末知)的小物块从圆弧上A点由静止释放,A点距桌面的高度h1=0.2m,小物块经过圆弧轨道底端滑到桌面CD上,在桌面CD上运动时始终受到一个水平向右的恒力F作用.然后从D点飞出做平抛运动,最后落到水平地面上.设小物块从D点飞落到的水平地面上的水平距离为x,如图b是x2-F的图象,取重力加速度g=10m/s2
(1)试写出小物块经D点时的速度vD与x的关系表达式;
(2)小物体与水平桌面CD间动摩擦因数μ是多大?
(3)若小物体与水平桌面CD间动摩擦因数μ是从第(2)问中的值开始由C到D均匀减少,且在D点恰好减少为0,再将小物块从A由静止释放,经过D点滑出后的水平位移大小为1m,求此情况下的恒力F的大小?

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16.如图所示,一质量为m、带电荷量为+q的粒子,速度大小为v0、方向沿y轴正方向,从O点射入圆形匀强磁场区域.磁场的感应强度为B,磁场方向垂直纸面向外.粒子飞出磁场区域后,从b处穿过x轴,在b点粒子速度方向与x轴正方向夹角为30°.试求圆形匀强磁场区域的最小面积(不考虑粒子重力).

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13.某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示.在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、D,滑块P上固定一遮光条,若光线被遮光条遮挡,光电传感器会输出高电压,两光电传感器采集数据后与计算机相连.滑块在细线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器A、B时,通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象.

(1)实验前,接通气源,将滑块(不挂钩码)至于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的△t1等于△t2(选填“大于”、“等于”或“小于”)时,说明气垫导轨已调水平.
(2)用螺旋测微器测遮光条宽度d,测量结果如图丙所示,则d=8.475mm.
(3)滑块P用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连,将滑块P由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图象如图乙所示,若△t1、△t2、m、g和d已知,若已测出滑块质量M,两光电门间距离L. 上述物理量间满足关系式mgL=$\frac{1}{2}$(M+m)($\frac{d}{△{t}_{2}}$)2-$\frac{1}{2}$(M+m)($\frac{d}{△{t}_{1}}$)2,则表明在上述过程中,滑块和砝码组成的系统机械能守恒.

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20.【单选】在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,下列图象能正确反映小灯泡的伏安特性曲线的是(  )
A.B.C.D.

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10.在“测定直流电动机的效率”实验中,用如图(a)所示的电路测定一个额定电压为6V、额定功率为3W的直流电动机的机械效率.
(1)请根据图(a)完成图(b)中的实物图;

(2)实验中保持电动机两端电压U恒为6V,重物每次匀速上升的高度h均为1.5m,所测物理量及测量结果如下表所示:
实验次数123456
电动机的电流I/A0.20.40.60.82.52.5
所提重物的重力Mg/N0.82.04.06.06.57.0
重物上升时间t/s1.41.652.12.7
计算电动机效率η的表达式为$η=\frac{mgh}{UIt}×100%$(用题目中的符号表示),第1次实验中电动机的工作效率为71.4%.(保留三位有效数字)
(3)在第5次实验中,电动机的输出功率是0;可估算出电动机线圈的电阻为2.4Ω.

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17.如图所示的电路中,R为定值电阻,E为直流电源,其内阻r=$\frac{1}{3}$R.平行板电容器两极板间的距离为d.在两极板间的中点P处有一个带电质点,当电键K断开时,带电质点恰好保持静止.现把电键K闭合,带电质点开始运动,设电容器两极板间的电压在极短时间内达到稳定值,不计空气阻力,重力加速度为g,求:
(1)带电质点的电性;
(2)电键K闭合时带电质点的加速度大小;
(3)带电质点首次碰到极板时的速度.

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14.如图所示是做直线运动的甲、乙物体的位移-时间图象,由图象可知错误的是(  )
A.甲乙运动的速度方向相反B.甲起动的时间比乙早t1
C.当t=t2时两物体相距最远D.当t=t3时两物体相距S0

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8.如图1是测量阻值约几十欧的未知电阻Rx的原理图,图中R0是保护电阻(10Ω),R1是电阻箱(0~99.9Ω),R是滑动变阻器.A1和A2是电流表,E是电源(电动势l00V,内阻很小).
在保证安全和满足要求的情况下,使测量范围尽可能大.实验具体步骤如下:
(Ⅰ)连接好电路,将滑动变阻器R调到最大;
(Ⅱ)闭合S,从最大值开始调节电阻箱R1,先调R1为适当值,再调滑动变阻器R,使A1示数I1=0.15A,记下此时电阻箱的阻值R1和A2示数I2
(Ⅲ)重复步骤(Ⅱ),再测量6组R1和I2
(Ⅳ)将实验获得的7组数据在坐标纸上描点,并作出R1-I2的图象,如图2所示.

根据实验回答以下问题:
①现有四只供选用的电流表:
A、电流表(0~3mA,内阻为2.0Ω)  B、电流表(0~3mA,内阻未知)
C、电流表(0~0.3A,内阻为5.0Ω)  D、电流表(0~0.3A,内阻未知)
A1应选用D,A2应选用C.
②测得一组R2和I2值后,调整电阻箱R1,使其阻值变小,要使A1示数I1=0.15A.应让滑动变阻器R接入电路的阻值变大.(选填“不变”、“变大”或“变小”).
③根据以上实验得出Rx=31.3Ω.

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