Question

（2010?安徽模拟）I．下列有关高中物理实验的说法中，不正确的一项是

D

A．“验证力的平行四边形定则”实验采用的科学方法是等效替代法
B．电火花打点计时器的工作电压是220V的交流电
C．在用打点计时器“研究匀变速直线运动”的实验中，由纸带上的一系列点迹取计数点，可求出任意两个计数点之间的平均速度
D．在“验证机械能守恒定律”的实验中，必须要用天平测出下落物体的质量
Ⅱ．二极管是一种半导体元件，电路符号为“”，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某实验兴趣小组对某种晶体二极管的伏安特性曲线进行测绘．因二极管外壳所印的标识模糊，为判断正负极，用多用电表电阻挡测二极管的正反向电阻．将选择开关旋至合适倍率，调整欧姆零点后，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；再将红、黑表笔位置对调时，指针偏角比较大，由此判断

右

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1．该小组只对加正向电压时的伏安特性曲线进行了测绘，以验证与厂家提供的数据是否一致，可选用的器材有：
A．直流电源，电动势3V，内阻忽略不计；
B．0～20Ω的滑动变阻器一只；
C．量程5V、内阻约50kΩ的电压表一只；
D．量程3V、内阻约20kΩ的电压表一只；
E．量程0.6A、内阻约0.5Ω的电流表一只；
F．量程50mA、内阻约5Ω的电流表一只；
G．待测二极管一只；
H．导线、电键等．
为了提高测量结果的准确度，电压表应选用

D

，电流表应选用

F

．（填序号字母）
③为了达到测量目的，请在答题卡上图2的虚线框内画出正确的实验电路原理图．
④为了保护二极管，正向电流不要超过25mA，请你对本实验的设计或操作提出一条合理的建议

在二极管支路串入一阻值合适的限流电阻起保护作用；

⑤该小组通过实验采集数据后描绘出了二极管的伏安特性曲线，通过对比，与厂家提供的曲线基本吻合．如果将该二极管与一阻值R=50Ω的电阻串联，再接至电动势E=1.5V、内阻不计的电源上，二极管处于正向导通状态．请你写出根据题中给出的伏安曲线求通过二极管电流的步骤：（不要求求出结果）

设二极管两端电压为U，通过的电流为I，由闭合电路欧姆定律得方程U=1.5-50I，在二极管伏安图象中作出该方程的直线，该直线与二极管伏安曲线相交，读出交点的纵坐标值即为I．

．

Answer 1

分析：验证平行四边形实验采用的是等效替代的方法，即一个合力与几个分力共同作用的效果相同，可以互相替代，电火花计时器用的电源是220V交流电，根据

.

v

=

x

t

可以求出任意两点间的平均速度．
注意多用电表黑表笔接的是内部电源的正极，然后结合二极管正向导通反向截止的特性分析；
根据电源电动势大小选择电压表量程，结合图象中电流表的最大值选择电流表的量程，连接电路图时注意滑动变阻器是分压接法还是限流接法，电流表是内接还是外接；
要控制电路关键在于控制二极管两端的电压，故可以通过加入保护电阻分压，或在调节时让滑动变阻器分压慢慢变大，进行控制；
根据闭合电路欧姆定律列方程结合二极管伏安特性曲线求解．

解答：解：I．A、合力与分力是等效替代的关系，所以本实验采用的等效替代法，故A正确；
B、电火花打点计时器的工作电压是220V的交流电，故B正确．
C、根据

.

v

=

x

t

可得，可以求出纸带上任意两个计数点之间的平均速度，故C正确．
D、验证机械能守恒实验需要验证mgh=

1

2

mv²，因质量m可以消去，所以本实验不需要用天平测量质量，故D错误．
题目要求选不正确的，故选：D．
II．①黑表笔接的是内部电源的正极，因此电流从黑表笔流出，将黑表笔接触二极管的左端、红表笔接触右端时，指针偏角比较小说明测得的阻值较大，因此此时测得的是反向电阻，即黑表笔连接的是二极管的负极，则左端为负极右端为正极；
②电源电动势为3V，故电压表选用量程为3V的D；
由描出的图象可以看出最大电流为30mA，故电流表选择量程为50mA的F即可；
③电压从零开始测量，故选择滑动变阻器分压接法，二极管正向电阻较小，属于小电阻故选择电流表外接法，电路图如图：

④为了防止超过最大电流，可以在电路中串接保护电阻；同时也可以通过实验方法，即慢慢调节滑动触片，注视电流表，使电流表示数不得超过25mA；
⑤设二极管两端电压为U，通过的电流为I，由闭合电路欧姆定律得方程U=1.5-50I，在二极管伏安图象中作出该方程的直线，该直线与二极管伏安曲线相交，读出交点的纵坐标值即为I．
故答案为：Ⅰ、D．
Ⅱ、①右②D，F③如图
④a、在二极管支路串入一阻值合适的限流电阻起保护作用；b、闭合开关前滑动触头停在最左端，向右移动滑动触头时应缓慢进行，同时仔细观察电流表示数变化，以防止电流超过25mA．
⑤设二极管两端电压为U，通过的电流为I，由闭合电路欧姆定律得方程U=1.5-50I，在二极管伏安图象中作出该方程的直线，该直线与二极管伏安曲线相交，读出交点的纵坐标值即为I．

点评：本题考查了欧姆表的原理及伏安特性曲线，综合性较强，要求学生能全面掌握实验知识；注意欧姆表的原理及分压接法等基本原理．