题目内容

2．某同学通过实验研究LED灯的伏安特性曲线，可用的器材如下：电源、滑动变阻器、电流表、电压表、不同规格的LED灯两组、电键、导线．
（1）该同学将灯L1连接成如图甲所示的实验电路．开关闭合前，滑动变阻器的滑片位置应置于左端（填“左”或“右”）．各元件检查正常，闭合开关后，移动滑动变阻器滑片，发现电压表有示数，而电流表始终无示数，且灯L1不亮，则一定断路的导线是6
（2）更换导线后，移动滑动变阻器滑片，得到灯L1的I-U图象如图乙中的图线L1，则可知灯L1的电阻随电压增大而变小 （填“变大”“变小”或“不变”）
（3）换灯L2重做实验，得到其I-U图象如图乙中的图线L2．将滑动变阻器的滑片移到合适位置固定，同时撤去导线2，接灯L2时电流表的读数为0.16A，接灯L1时电流表的读数为0.14A，灯被短路时，电流表的读数应为0.22 A（结果保留两位有效数字）

分析 （1）分压电路开始时的电压要从0开始；根据实验原理分析实验电路图，明确断点的位置；
（2）结合I-U图象的特点，分析LED等的电阻的性质；
当通过灯泡的电流最小时，灯泡实际功率最小，分析图示电路结构，确定滑片在什么位置时灯泡实际功率最小，在同一坐标系内作出电源U-I图象，然后根据图象应用电功率公式求出灯泡实际功率．

解答 解：（1）该同学将灯L1连接成如图甲所示的实验电路．由图可知该电路为分压式的电路，所以开关闭合前，滑动变阻器的滑片位置应置于 左 端，使开始时的LED灯的电压最小．各元件检查正常，闭合开关后，移动滑动变阻器滑片，发现电压表有示数，说明电路中的滑动变阻器之前的电路没有问题，电压表的支路也没有物体；而电流表始终无示数，且灯L1不亮，则只有LED灯的支路存在问题．所以一定断路的导线是 6．
（2）在I-U图象中，各个点与坐标原点的连线的斜率表示电阻的倒数，由图可知，随电压增大，各点与坐标原点的连线的斜率增大，所以可知待测电阻的电阻值减小；
（3）由图乙可以读出，接灯L2时电流表的读数为0.16A，此时的电压为：U2=0.8V；接灯L1时电流表的读数为0.14A，此时的电压：U1=1.05V；
设电源的电动势为E，电路中的其他部分的电阻值为R，由闭合电路的欧姆定律得：
E=U1+I1R  ①
E=U2+I2R  ②
联立得：E=2.8V，R=12.5Ω
所以当灯被短路时，电流表的读数：
I=$\frac{E}{R}=\frac{2.8}{12.5}=0.224≈0.22$Ω
故答案为：（1）左，6；（2）变小；（3）0.22

点评 应用图象法处理实验数据是常用的方法，要掌握描点法作图的方法；本题最后一问是本题的难点，要注意图象法的应用．

练习册系列答案
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12．某质点的v-t图象所示，则有图象可知该质点（　　）
A．在前4s内做匀变速直线运动B．第3s内与第4s内的速度方向相反
C．前2s内的位移大小为5mD．第4s末又回到出发点
13．如图所示，光滑水平面上有三个滑块A、B、C，其中A、C的质量为mA=mC=m，B的质量为mB=$\frac{m}{2}$．开始时滑块B、C紧贴在一起，中间夹有少量炸药，处于静止状态，滑块A以速率v0正对B向右运动，在A未与B碰撞之前，引爆B、C间的炸药，炸药爆炸后B与A迎面碰撞，最终A与B粘在一起，以速率v0向左运动．求：
①炸药爆炸过程中炸药对C的冲量；
②炸药的化学能有多少转化为机械能．
10．一皮球从离地面3m高处竖直下落，与地相碰后，被反向弹回至1m高处．在这一过程中，皮球经过的路程和位移大小分别为（　　）
A．4m，2mB．3m，1mC．2m，2mD．2m，4m
17．长L的绳子，一端拴着半径为r，重为G的球，另一端固定在倾角为θ的光滑斜面的A点上，如图所示，试求绳子中的张力．
7．三个同学根据不同的实验条件，进行了探究平抛运动规律的实验：
（1）甲同学采用如图甲所示的装置．用小锤击打弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动
（2）乙同学采用如图乙所示的装置．两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端可看作与光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度使AC=BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等．现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的末端射出．实验可观察到的现象应是P球击中Q球．仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动
（3）丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图丙所示的小球做平抛运动的照片，每小格的边长L=5cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，则该小球做平抛运动的初速度为1.5m/s；运动到B点时的速度为2.5m/s．（g取10m/s2）
14．如图所示，两个半径相同的半圆形轨道分别竖直放置在匀强电场和匀强磁场中．轨道两端在同一高度上，轨道是光滑的，两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放．M、N为轨道的最低点，则下列说法正确的是（　　）
A．两小球到达轨道最低点的速度vM＞vN
B．两小球第一次到达轨道最低点时对轨道的压力FM＜FN
C．小球第一次到达M点的时间大于小球第一次到达N点的时间
D．在磁场中小球不能到达轨道的另一端，在电场中小球能到达轨道的另一端
11．关于晶体、非晶体、单晶体、多晶体说法正确的是（　　）
A．晶体表现为各向异性B．晶体、非晶体都有固定的熔点
C．天然晶体都有规则的几何形状D．单晶体整个物体由一个晶体组成
12．某同学用两个弹簧秤做“探究两个力的合成”的实验，其中用到的一个弹簧测力计如图所示，则用它进行实验前应进行的操作是弹簧测力计调零．
接下来他的实验步骤如下：
（1）在水平放置的木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在板上，另一端栓两根细线，通过细线同时用两个测力计互成角度地位橡皮条，使它与细线的结点到达某一位置O点，在白纸上记下O点和两测力计的读数F1和F2，以及两细线的方向．
（2）只用一个测力计通过细绳拉橡皮条，使它与细线的结点也到达O点，记下此时测力计的读数F′．
（3）根据记录用力的图示方法画出F1和F2，发现以F1、F2为邻边的平行四边形中，F1、F2所夹的对角线的长度与F′的大小相符，于是认为力的合成的遵循平行四边形法则．
在步骤（2）中将结点也拉到O点，是为了两次的作用效果相同；
在实验步骤中有两个重要的错误或疏漏是记录F′的方向，对角线的方向与F′的方向也要相符．

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