题目内容

8．日本物理学家赤崎勇等三人由于发明了高效蓝光二极管，实现高亮节能白光光源而共获2014年诺贝尔物理学奖某同学为了探究发光二极管（LED）的伏安特性曲线，由于手头没有电流表，故采用如图（甲）所示的实物电路进行实验，其中图中D为发光二极管，R0为定值电阻，滑动变阻器R的总阻值远小于发光二极管的阻值，电压表视为理想电压表
（1）图（甲）是部分连接好的实物电路图，请用笔画代替导线连接完整
（2）由实物图可知，在闭合电键s前，滑动变阻器R的滑片应置于最右（填“左”或“右”）端
（3）在20℃的室温下，通过调节滑动变阻器，测量得到LED的U1-U2曲线为图（乙）中的a曲线（虚线），已知锂电池的电动势为3.77V，内阻不计，LED的正常工作电流为20mA，定值电阻Ro的电阻值为10Ω，由曲线可知实验中的LED的额定功率为0.066 w（结果保留2位有效数字），LED的电阻随着电流的增大而减小（填“增大”、“减小”或“不变”），再将LED置于80℃的热水中，测量得到LED的U1-U2曲线为图（乙），中的b曲线（实线）由此可知，温度升高LED的电阻将减小（填‘“增大”、“减小”或“不变”）

分析 滑动变阻器采用分压式接法，闭合电键前，需将滑片置于最右端，起到保护测量电路的作用．根据图线LED的额定电压得出其额定功率，以及温度变化后，通过电压的变化得出电阻的变化．

解答 解：（1）根据题意可知，本实验应采用分压接法，实物图如下图所示；
（2）闭合电键S前，滑动变阻器R的滑动头应置于最右端，使得电键闭合，测量部分电压、电流为零，起到保护测量电路的作用．
（3）由曲线可知实验中的LED正常工作时，电流为0.02A，电压为3.3V，则额定功率为：
P=UI=3.3×0.2W=0.066W．
随电流的增大，图线的斜率减小，则LED的电阻随着电流的增大而减小；
由图可知，温度升高，LED电压减小，则电阻减小．
故答案为：①如图图，②右；③0.066，减小；减小

点评 解决本题的关键掌握电路的连接方式以及能够从图象中获取信息，求出功率．注意分压接法的连接方式．

练习册系列答案
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7．电场中的一条直线x轴上各点的电势φ与位置的关系曲线如图所示，曲线关于直线x=x1对称，点x2处的斜率大于原点处的斜率，根据图中有关信息，以下说法正确的是（　　）
A．直线上x1处的场强沿x轴方向的分量最大
B．原点处的场强沿x轴方向的分量小于x2处的场强沿x轴方向的分量
C．原点处的场强沿x轴的方向的分量的方向为正，x2处的场强沿x轴方向的分量的方向为负
D．将一个正检验电荷沿x轴从原点移到x2处，电场力先做负功，后做正功
19．用以下器材测量一待测电阻的阻值．器材（代号）与规格如下：
电流表A1（量程250mA，内阻r1为5Ω）；
电流表A2（量程300mA，内阻r2约为5Ω）：
电压表V1（量程50V，内阻r2约为50KΩ）；
待测电阻Rx（阻值约为30Ω）
滑动变阻器R0（最大阻值10Ω）
电源E（电动势约为4V，内阻r约为lΩ）
单刀单掷开关S，导线若干．
①要求方法简捷，并能测多组数据，画出实验电路原理图，必须标明每个器材的代号．
②实验中，需要直接测量的物理量及其表示该物理量的符号分别是电流表A1、A2的读数为I1、I2（必须写出相应的文字和符号），用测得的量表示待测电阻RX的阻值的计算公式是Rx=$\frac{{I}_{1}{r}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$．
16．质量为m的物体，由静止开始下落，由于阻力的作用，下落的加速度为$\frac{4g}{5}$，在物体下落高度为h的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．物体的动能增加了$\frac{4mgh}{5}$B．物体的机械能减少了$\frac{4mgh}{5}$
C．物体克服阻力做功$\frac{mgh}{5}$D．物体的重力势能减少了mgh
3．如图所示，两根通电直导线用四根长度相等的绝缘细线悬挂于O1、O2两点．已知O1O2连线水平，导线静止时绝缘细线与竖直方向的夹角均为θ，四根绝缘细线均与yoz平面平行，现保持导线中的电流大小和方向不变，在导线所在空间加上匀强磁场，绝缘细线与竖直方向的夹角均增大了相同的角度，下列分析不正确的是（　　）
A．两导线中的电流方向一定相同B．所加磁场的方向可能沿z轴正方向
C．所加磁场的方向可能沿y轴负方向D．所加磁场的方向可能沿x轴正方向
13．在《爸爸去哪儿》的综艺节目中，在宁夏中卫沙坡头（沙坡头位于腾格里沙漠东南边缘处，集大漠、黄河、高山、绿洲为一处）有一场滑沙的娱乐活动，可简化为理想模型，如图所示，人坐在滑板上从斜坡高处A点由静止开始下滑，滑到斜坡底部B点后沿水平滑道再滑行一段距离到C点停下来，若斜坡滑道与水平滑道是平滑连接的，滑板与两滑道之间的动摩擦因数均为0.5，不计空气阻力，人和滑板的总质量为m=60kg，g取10m/s2，斜坡倾角θ=37°，（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
求：（1）人在斜坡上下滑的加速度大小．
（2）人在斜坡上滑行的时间和在直道上滑行时间的比值是多少？
（3）若由于受到场地的限制，A点到C点的水平距离为s=50m，为确保人的安全，假如你是设计师，你认为在设计斜坡滑道时，对高度h应有怎样的要求？
20．某同学采用如图甲所示的电路测定一节干电池的电动势E和内电阻r，准备了下列器材：

A．电压表（0～3V；0～15V）；         B．电流表（0-0.6A；0～3A）；
C．滑动变阻器R1 （最大阻值20Ω）；    D．滑动变阻器R2（最大阻值1000Ω）；
以及开关S和导线若干．
（1）电压表量程选用0～3VV，电流表量程选用0～0.6A；
（2）在图乙中用笔画线代替导线完成实物连接．
（3）连好实验电路后，合上开关前应使滑动变阻器滑片置于阻值最大处，合上开关后，电流表和电压表的读数正常．在逐渐向滑动变阻器另一端调节滑片的过程中，发现电流表的示数逐渐增大，而电压表的示数接近1.5V且几乎不变，直到当滑片滑至靠近另一端时，电压表的示数才急剧变化．这种情况很难读出电压数值分布均匀的几组不同电流、电压值，出现上述情况的原因可能是：滑动变阻器阻值太大，有效使用的部分短．
（4）如图丙所示的U-I图象是由改进后实验测得的7组数据标出的点，请你据此求出E=1.5V，r=0.5Ω．（答案保留一位小数）
17．有一个1000匝的线圈，电阻为10Ω，在0.4s内通过它的磁通量从0.02Wb增加到0.10Wb，现把一个电阻为990Ω的电热器连接在它的两端，求：
（1）线圈中的感应电动势；
（2）线圈中的感应电流；
（3）电热器的功率．
18．如图1，为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验装简图．

（1）本实验采用的实验方法是A
A．控制变量法    B．假设法    C．理想实验法    D．等效替代法
（2）在保持小车受力相同时，探究加速度与质量关系的实验屮，以下故法正确的是BD
A．平衡摩擦力时，应将装有砝码的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上
B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源
D．为得出加速度a与与质量m的关系而作出a-$\frac{1}{m}$图象
（3）图2是实验中获取的一条纸带的一部分，其中0、1、2、3、4是计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），交流电频率为220V，计数点间的距离如图，打“3”计数点时小车的速度大小为0.26m/s．由纸带求出小车的加速度的大小为0.50m/s2．（计算结果均保留2位有效数字）
（4）如图3所示是某同学在探宄加速度与力的关系时，根据测量数据作出的a〜F图线．其中图线不过原点的原因是平衡摩擦力过度，图线在末端弯曲的原因是随着F的增大不再满足钩码的质量远小于小车质量．

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