8.　 发光二极管是某些电路上作指示用的一种电子元件(可看做纯电

阻)，在电路中的符号.只有电流从所标的“+”号的一端输入，从所标的“－”号一端流出时，它才能发光．厂家提供的某二极管的U－I图象如图6－1－20所示．

(1)若使用电动势为12 V、内阻可以忽略不计的电源对二极管供电，且二极管正常工作(工作电压为2 V)，则需要在电源和二极管之间________(填“串联”或“并联”)一个电阻，其阻值为________．

(2)已知二极管允许的最大电流为56 mA.选用下列器材可验证这种元件的U－I曲线与厂家提供的是否一致．

A．1.5 V的干电池两节；

B．0-50 Ω的滑动变阻器一个；

C．量程为15 V、内阻约为50 kΩ的电压表一只；

D．量程为3 V、内阻约为20 kΩ的电压表一只；

E．量程为3 mA、内阻约为0.01 Ω的电流表一只；

F．量程为100 mA、内阻约为5 Ω的电流表一只；

G．待测发光二极管一只；

H．导线、开关等．

为准确、方便地进行检测，电压表应采用________，电流表应采用________．(填字母符号)

(3)在下面方框中画出检测二极管所用的电路图．

解析：

(1)根据串联分压的原则，可知应该串联一个电阻以分掉多余的电压，且由U－I图可知二极管正常工作的电流为20 mA，则有：R＝ Ω＝500 Ω；(2)由于二极管允许的最大电流为56 mA，从准确、方便的角度考虑电压表和电流表应该分别采用D和F.(3)如图所示．

答案：(1)串联　500 Ω　(2)D　F　(3)见解析图

7．某高中探究学习小组欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图6－1－19所示装置．置于长木板上的滑块一开始处于静止状态，A、B是两个光电门，用细线将滑块通过一个定滑轮与一小沙桶相连，小沙桶内放适量细沙，释放小桶，让滑块做加速运动．

图6－1－19

(1)本实验中有一个重要的疏漏是_____________________________________________．

(2)本实验除了需要测量滑块经过光电门A、B处的速度v₁、v₂之外，还需要测量的物理量有________________________________________________________________．

(每个物理量都要标上相应的字母)

(3)本实验最终要验证的数学表达式为________________(请用v₁、v₂和第(2)问中物理量表示)．

解析：在本实验中，合力指的是小沙桶和细沙的总重力，所以实验前要首先平衡摩擦力．根据动能定理，绳子对滑块做的功等于滑块动能的变化，需要验证mgL＝Mv－Mv，实验中要确定滑块初、末状态的动能和拉力做的功，所以实验需要测量滑块的质量M、小桶和细沙的总质量m、两个光电门之间的距离L.实验中小沙桶和细沙的动能也在增加，这属于实验中的系统误差，为了减少该误差，需要让小沙桶和细沙的总质量远小于滑块的质量．

答案：(1)平衡摩擦力

(2)滑块的质量M、小桶和细沙的总质量m、两个光电门之间的距离L

(3)mgL＝Mv－Mv

6．(2010·安徽理综，21Ⅱ)太阳能是一种清洁、“绿色”能源．在我国上海举办的2010年世博会上，大量利用了太阳能电池．太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件．某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池在没有光照时(没有储存电能)的I－U特性．所用的器材包括：太阳能电池，电源E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关S及导线若干．

(1)为了达到上述目的，请将图6－1－17连成一个完整的实验电路图．

图6－1－17

图6－1－18

(2)该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图6－1－18所示的I－U图象．由图可知，当电压小于2.00 V时，太阳能电池的电阻________(填“很大”或“很小”)；当电压为2.80 V时，太阳能电池的电阻约为________ Ω.

解析：(1)探究I－U特性时需要多组数据，故滑动变阻器应采用分压接法．连线见答案．

(2)根据R＝，结合I－U图可知U<2.00 V时R很大；U＝2.80 V时R＝ Ω＝1.0×10³ Ω.

答案：(1)连线如图　(2)很大　1.0×10³(965-1 040)

5. 在测量某合金丝的电阻率实验中，用螺旋测微器测量该合金丝的直径，

用米尺测量合金丝的长度，其中电流表、电压表的读数如图6－1－16

甲所示．由图可以读出合金丝两端的电压U＝________，流过合金丝

的电流强度I＝______，由图6－1－16乙读出合金丝的长度l＝

___________________________________________________ cm，

由图6－1－15读出合金丝的直径d＝________ mm，则合金丝的电阻率ρ＝________

Ω·m.

图6－1－16

解析：由图可知电压表接0-3 V量程，最小分度为0.1 V，需估读到下一位，读数为U＝2.15 V；电流表接0-0.6 A量程，最小分度为0.02 A，不需估读到下一位，读数为I＝0.44 A；合金丝的长度l＝30.52 cm；直径d＝(0+20.0×0.01)mm＝0.200 mm；由R＝ρl/S，S＝π(d/2)²，解出ρ＝＝5.0×10^－7 Ω·m.

答案：2.15 V　0.44 A　30.52　0.200　5.0×10^－7

4．有一内阻未知(约25 kΩ-35 kΩ)、量程未知(约25 V-35 V)、共有30个均匀小格的直流电压表V.某同学用电阻刻度中间值为30的多用电表测量该电压表的内阻．

(1)请你将图6－1－14的实验电路连接起来．

图6－1－14

(2)在实验过程中，欧姆挡的选择开关应拨至“×________”倍率．

解析：(1)由于黑表笔接内部电源的正极，故电流从黑表笔流出，因此黑表笔应接电压表的正极．电路如图所示．

(2)为使指针停在表盘中间一段刻度范围内，且中央刻度值为30，故选“×1 k”倍率．

答案：(1)

(2)1 k

3．某同学在做测金属丝电阻率的实验中，取一根粗细均匀的康铜丝，先用螺旋测微器测出康铜丝的直径d，测康铜丝的直径时，螺旋测微器的示数如图6－1－12所示，可知康铜丝的直径d＝________ m；图6－1－13是测康铜丝电阻的电路原理图，用上面的电路测出的电阻值比真实值________(填“偏大”或“偏小”)．

　　　　　　　　 　图6－1－12 　　　图6－1－13

解析：d＝28.1×0.01 mm＝0.281×10^－3 m；

采用外接法，由于电流表的测量值比真实值偏大，因而电阻的计算值比真实值偏小．

答案：0.281×10^－3　偏小

2．(2010·天津理综，9(2))在探究求合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳．实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条．

(1)实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的(　)

A．将橡皮条拉伸相同长度即可

B．将橡皮条沿相同方向拉到相同长度

C．将弹簧秤都拉伸到相同刻度

D．将橡皮条和绳的结点拉到相同位置

(2)同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是(　)

A．两细绳必须等长

B．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行

C．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大

D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些

解析：(1)该实验的关键是等效替代，故选B、D.

答案：(1)BD　(2)BD

1．某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ.步骤如下：

(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图6－1－9所示，由图可知其长度为________ mm；

　　　　　　　　 　图6－1－9　　　 图6－1－10

(2)用螺旋测微器测量其直径如图6－1－10所示，由图可知其直径为________ mm；

(3)用多用电表的电阻“×10”挡，按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻，表盘的示数如图6－1－11所示，则该电阻的阻值约为________ Ω.

图6－1－11

答案：(1)6.75　(2)4.700　(3)220

图1－1－22

[例3] 如图1－1－22所示，长为5 m的细绳的两端分别系于竖立在地面上的相距为4 m的两杆的顶端A、B，绳上挂一个光滑的轻质挂钩，其下连着一个重为12 N的物体，平衡时绳中的张力F_T为多大？当A点向上移动少许，重新平衡后，绳与水平面夹角、绳中张力如何变化？

解析：设重物平衡时悬点为O，延长AO交B杆于C点，从C点向A杆作垂线CD交A杆于D点，如图所示．

由于挂钩光滑，所以挂钩两侧绳AO段与BO段的拉力必然相等，与竖直线的夹角也相等，因而OB=OC，故AC=5 m，

设∠A=α，则sin α=4/5.

取O点为研究对象，将重物对O点的拉力沿AO、BO延长线分解为FTA、FTB，即有：FTA=FTB=FT.

由图和平衡条件可得：2FTcos α=mg，可解得：FT=10 N.

同样分析可知：当A点向上移动少许重新平衡后，绳与水平面夹角及绳中张力均保持不变．

答案：10 N　夹角不变，张力为10 N也保持不变

点评：因为绳上挂的是一个轻质光滑挂钩，它可以无摩擦地滑动(即是“活节”)，所以挂钩两侧的绳(其实是同一根绳)的形变相同，拉力也必然相等．

图1－1－23

[例4] 用三根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中，如图1－1－23所示．已知ac和bc与竖直方向的夹角分别为30°和60°，则ac绳和bc绳中的拉力分别为　　　　　　　 (　)

A.mg，mg　 　　　　　　　　B.mg，mg

C.mg，mg　 　　　　　　　 　D.mg，mg

解析：以绳子的结点c为研究对象，其受三个拉力的作用而处于平衡状态．将重物对c点的拉力分别沿ac绳和bc绳方向分解为FTac、FTbc，如图所示．

由平衡条件和图中几何关系可得：

FTac=mgcos 30°=mg，FTbc=mgcos 60°=mg，所以选项A正确．若将b点向上移动少许，重新平衡后，绳ac、bc的张力均要发生变化．

答案：A

[例1] 如图1－1－20所示，质量为m的物体用细绳OC悬挂在支架上O点，轻杆OB可绕

B点转动，求细绳OA中张力F_T大小和轻杆OB受力F_N大小．

解析：由于轻杆OB可绕B点转动(即是“动杆”)，所以细绳对轻杆OB的力一定沿着杆的方向，否则杆就不能平衡(即要发生转动)．由于悬挂物体质量为m，所以绳OC拉力大小就等于mg，将这个拉力沿杆和AO方向分解，如图所示．

由图即可求得：

FT′=mg/sin θ，FN=mgcot θ.

又因为FT与FT′大小相等方向相反，

所以FT=FT′=mg/sin θ.

答案：mg/sin θ　mgcot θ

图1－1－21

[例2] 如图1－1－21所示，水平横梁一端A插在墙壁内，另一端装有小滑轮B，一轻绳一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量为m＝10 kg的重物，∠CBA＝30°，(g取10 N/kg)则滑轮受到绳子作用力为　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　(　)

　　 A．50 N　 　　　　　　B．50 N

C．100 N　 　　　　　　D．100 N

解析：

由于杆AB不可转动(即是“定杆”)，所以杆所受弹力的方向不沿杆AB方向．由于B点处是滑轮，它只是改变绳中力的方向，并未改变力的大小，滑轮两侧绳上的拉力大小均是100 N，夹 角为120°，故滑轮受绳子作用力即是两拉力的合力，如图所示．

由图可知，滑轮受到绳子作用力的大小为：F_N＝F_T＝mg＝100 N，所以选项C正确．

答案：C

点评：由于轻杆AB不可转动，所以无论细绳对它的弹力方向如何，杆都能平衡．