题目内容

20．李华同学的爸爸是个电气工程师，李华经常看到爸爸在用多用电表进行一些测量．在高中物理课堂上学习了多用电表的用法之后，爸爸给他出了一道题目，让他通过测量找到发光二极管的负极．
（1）李华同学做了如下两步具体的操作：第一，将多用电表选择开关旋转到电阻挡的×1档，经过欧姆调零之后，他把红表笔接在二极管的短管脚上，把黑表笔接在二极管的长管脚上，发现二极管发出了耀眼的白光；然后他将两表笔的位置互换以后，发现二极管不发光．这说明二极管的负极是短管脚（填写“长管脚”或者“短管脚”）所连接的一极．
（2）李华同学的好奇心一下子就被激发起来了．他琢磨了一下，然后又依次用电阻挡的×1档，×10档，×100档，×1K档分别进行了二极管导通状态的准确的测量，他发现二极管发光的亮度越来越小（填写“大”或者“小”），请帮助他分析一下具体的原因亮度小说明功率小，对二极管来说，根据P=I2R可以知道其中通过的电流就较小，根据全电路欧姆定律可知，I=$\frac{E}{R+{R}_{Ω}}$这说明从×1档，×10档，×100档到×1K档，多用电表的内阻越来越大．则二极管的亮度越来越小．
（3）爸爸说，欧姆表内的电池用过了一段时间，电动势稍微减小，内电阻可能增大很多倍．自己可以设计实验测量一下电动势和内电阻．李华立刻准备设计实验方案进行相关测量，现在备有如下器材可供选择：
A．干电池1节      B．滑动变阻器（0～20Ω）　 C．滑动变阻器（0～1kΩ）
D．电压表（0～3V）   E．电流表（0～0.6A）　     F．电流表（0～3A）
G．开关、导线若干

①其中滑动变阻器应选B，电流表应选E（只填器材前的序号）
②为了最大限度的减小实验误差，请在图1虚线框中画出该实验最合理的电路图．
③某同学根据实验数据画出的U-I图象如图2所示．由图象可得电池的电动势为1.5V，内电阻为0.5Ω．

分析 （1）明确欧姆表的使用方法，根据二极管的性质即可进行判断；
（2）根据多用电表的原理进行分析，明确二极管亮度变化的原因；
（3）根据伏安法测量电动势和内电阻的实验原理分析，明确电路原理图，选择合适的仪表；再根据得出的伏安特性曲线明确电动势和内电阻．

解答 解：（1）在测量电阻时，首先要选择档位后进行欧姆调零；
根据题干所述内容进行全面判定后发现，二极管发光时处于正向导通状态，因为黑表笔所接为二极管的正极．故短管角为负极；
（2）亮度小说明功率小，对二极管来说，根据P=I2R可以知道其中通过的电流就较小，根据全电路欧姆定律可知，I=$\frac{E}{R+{R}_{Ω}}$这说明从×1档，×10档，×100档到×1K档，多用电表的内阻越来越大．则二极管的亮度越来越小；
（3）①由图可知，电流可以限制在0.6A范围内，如果采用3A量程则误差过大，故电流表应选E，滑动变阻器用分压式应选阻值小的变阻器，故应选滑动变阻器B．
②因电流表内阻较小，与电源内阻接近，故应采用相对电源的电流表外接法； 原理图如图所示；
③由U=E-Ir可知，电源的电动势为：E=1.5V，内阻为：r=$\frac{1.5-0.9}{1.2}$=0.5Ω；
故答案为：（1）欧姆调零，短管脚．
（2）小．亮度小说明功率小，对二极管来说，根据P=I2R可以知道其中通过的电流就较小，根据全电路欧姆定律可知，I=$\frac{E}{R+{R}_{Ω}}$这说明从×1档，×10档，×100档到×1K档，多用电表的内阻越来越大．则二极管的亮度越来越小．
（3）①B，E②电路图如图所示．
③1.5；0.5

点评 本题考查测量电动势和内电阻以及多用电表的使用，要注意明确欧姆表的使用方法，同时注意根据测量电动势和内电阻时的数据处理方法．

练习册系列答案
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6．一质点做匀速圆周运动，其线速度大小为4m/s，转动周期为2s，则（　　）
A．角速度为0.5 rad/sB．转速为0.5 r/s
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7．用图示简易装置可以测定水平风速，在水平地面上竖直固定一直杆，半径为R、质量为m的空心塑料球用细线悬于杆顶端O，当风沿水平方向吹来时，球在风力的作用下飘了起来，已知风力大小与“风速”和“球正对风的截面积”均成正比，当风速v0=3m/s时，测得球与平衡时细线与竖直方向的夹角θ=30°，则（　　）
A．风速v=4.5m/s时，细线与竖直方向的夹角θ=45°
B．若风速增大到某一值时，细线与竖直方向的夹角θ可能等于90°
C．若风速不变换用半径更大，质量不变的球，则夹角θ增大
D．若风速不变换用半径相等，质量更大的球，则夹角θ增大
8．下列说法正确的是（　　）
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B．法拉第创造性地在电场中引入电场线并用它形象地描述电场
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B．速度大的物体惯性也大
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A．若水流速度减小，则小船抵达对岸时位置不变
B．若水流速度减小，则小船的合速度减小
C．若水流速度增大，则小船抵达对岸时间不变
D．若水流速度增大，则小船的路程不变
12．两点电荷Q1Q2产生的电场线如图所示，根据电场线的分布情况，下列判断正确的是（　　）
A．Q1的电荷量小于Q2的电荷量B．Q1的电荷量大于Q2的电荷量
C．Q1、Q2一定均为正电荷D．Q1、Q2一定均为负电荷
9．如图所示，两个皮带轮的转轴分别是O1和O2，设转动时皮带不打滑，则皮带轮上的A、B、C三点运动快慢关系是（　　）
A．vA=vB，ωA＞ωBB．vA＜vB，ωA=ωBC．vB＞vC，ωB=ωCD．vA＜vC，ωA=ωC
2．彼此绝缘、相互垂直的两根通电直导线与闭合线圈共面，当两导线中的电流均增大时，下图中闭合线圈一定产生感应电流的是（　　）
A．B．C．D．

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