【題目】LED燈的核心部件是發(fā)光二極管。某同學欲測量一只工作電壓為2.9V的發(fā)光 二極管的正向伏安特性曲線,所用器材有:電壓表(量程3V,內(nèi)阻約3kΩ),電流表 (用多用電表的直流25mA擋替代,內(nèi)阻約為5Ω),滑動變阻器(0-20Ω),電池組(內(nèi) 阻不計),電鍵和導線若干。他設計的電路如圖(a)所示;卮鹣铝袉栴}:
(1)根據(jù)圖(a),在實物圖(b)上完成連線_______;
(2)調(diào)節(jié)變阻器的滑片至最____端(填“左”或“右”),將多用電表選擇開關拔至直流25mA擋,閉合電鍵;
(3)某次測量中,多用電表示數(shù)如圖(c),則通過二極管的電流為_____ mA;
(4)該同學得到的正向伏安特性曲線如圖(d)所示。由曲線可知,隨著兩端電壓增加,二極管的正向電阻____(填“增大”、“減小”或“不變”);當兩端電壓為2.9V時,正向電阻為_____kΩ(結果取兩位有效數(shù)字);
(5)若實驗過程中發(fā)現(xiàn),將變阻器滑片從一端移到另一端,二極管亮度幾乎不變,電壓表示數(shù)在2.7V-2.9V之間變化,試簡要描述一種可能的電路故障:____。
【答案】連線如圖; 左; 15.8-16.2 減小; 0.15-0.16 連接電源負極與變阻器的導線斷路。
【解析】
(1)根據(jù)多用電表紅黑表筆的接法:“紅進黑出”可知,黑表筆接二極管,紅表筆接滑動變阻器,滑動變阻器采用分壓式接法,則連線如圖:
(2)為保護電路,開關閉合前需將滑動變阻器的滑片置于最大阻值處,即最左端;
(3)多用電表所選量程為25mA,則電流表讀數(shù)為(答案在范圍內(nèi)均可);
(4)圖像中,圖線斜率表示電阻的倒數(shù),由圖可知,隨著電壓的增加,斜率逐漸增大,則二極管的電阻逐漸減小;當兩端電壓為2.9V時,電流表示數(shù)為19.0mA,則電阻大小為(答案在范圍內(nèi)均可);
(5)由于二極管的正向電阻約為0.15kΩ,遠大于滑動變阻器的最大阻值,因此若實驗中,將變阻器滑片從一端移到另一端,二極管亮度幾乎不變,電壓表示數(shù)在2.7V-2.9V之間變化,則有可能是滑動變阻器與二極管串聯(lián),導致電路中總電阻較大,總電流較小,所以電壓表的示數(shù)變化較小,故故障可能是連接電源負極與變阻器的導線斷路。
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【題目】法拉第在1831年發(fā)現(xiàn)了“磁生電”現(xiàn)象.如圖,他把兩個線圈繞在同一個軟鐵環(huán)上,線圈A和電池連接,線圈B用導線連通,導線下面平行放置一個小磁針,且導線沿南北方向放置.下列說法正確的是
A. 開關閉合的瞬間,小磁針的N極朝垂直紙面向里的方向轉(zhuǎn)動
B. 開關閉合并保持一段時間后,小磁針的N極指向垂直紙面向里的方向
C. 開關閉合并保持一段時間后,小磁針的N極指向垂直紙面向外的方向
D. 開關閉合并保持一段時間再斷開的瞬間,小磁針的N極朝垂直紙面向外的方向轉(zhuǎn)動
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【題目】離子推進器是新一代航天動力裝置,可用于衛(wèi)星姿態(tài)控制和軌道修正。推進劑從圖中P處注入,在A處電離出正離子,BC之間加有恒定電壓,正離子進入B時的速度忽略不計,經(jīng)加速后形成電流為I的離子束后從出口D處噴出。已知推進器獲得的推力為F,單位時間內(nèi)噴出的離子質(zhì)量為J。為研究問題方便,假定離子推進器在太空中飛行時不受其他外力,忽略推進器運動速度。試求:加在BC間的電壓U。
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【題目】如圖所示,寬為L的平行金屬導軌由光滑的傾斜部分和足夠長的粗糙水平部分平滑連接,右端接阻值為R的電阻c,矩形區(qū)域MNPQ內(nèi)有豎直向上、大小為B的勻強磁場。在傾斜部分同一高度h處放置兩根細金屬棒a和b,由靜止先后釋放,a離開磁場時b恰好進入磁場,a在水平導軌上運動的總距離為s。a、b質(zhì)量均為m,電阻均為R,與水平導軌間的動摩擦因數(shù)均為μ,與導軌始終垂直且接觸良好。導軌電阻不計,重力加速度為g。則整個運動過程中
A. a棒中的電流方向會發(fā)生改變B. a棒兩端的最大電壓為
C. 電阻c消耗的電功率一直減小D. 電阻c產(chǎn)生的焦耳熱為
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【題目】小燈泡燈絲的電阻隨溫度的升高而變大,某同學利用實驗探究這一現(xiàn)象.所提供的器材有:
A.電流表(A1) 量程0-0.6 A,內(nèi)阻約0.125 Ω
B.電流表(A2) 量程0-3 A,內(nèi)阻約0.025 Ω
C.電壓表(V1) 量程0-3 V,內(nèi)阻約3 kΩ
D.電壓表(V2) 量程0-15 V,內(nèi)阻約15 kΩ
E.滑動變阻器(R1) 總阻值約10 Ω
F.滑動變阻器(R2) 總阻值約200 Ω
G.電池(E) 電動勢3.0 V,內(nèi)阻很小
H.導線若干,開關K
該同學選擇儀器,設計電路并進行實驗,通過實驗得到如下數(shù)據(jù):
(1)請你推測該同學選擇的器材是:電流表為______,電壓表為______,滑動變阻器為______(以上均填寫器材前面字母).
(2)請你推測該同學設計的實驗電路圖并畫在圖甲的方框中______.
(3)若將該小燈泡直接接在電動勢是 1.5 V,內(nèi)阻是 2.0 Ω的電池兩端,小燈泡的實際功率為______W.
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【題目】如圖所示,一個圓形線圈的匝數(shù)n=1 000,線圈面積S=200 cm2,線圈的電阻r=1 Ω,線圈外接一個阻值R=4 Ω的電阻,把線圈放入一方向垂直線圈平面向里的勻強磁場中,磁感應強度隨時間變化規(guī)律如圖乙所示.求:
(1)前4 s內(nèi)感應電動勢的大小.
(2)前5 s內(nèi)感應電動勢的大。
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【題目】某同學設計了測量液體密度的裝置。如圖,左側(cè)容器開口;右管豎直,上端封閉,導熱良好,管長L0=1m,粗細均勻,底部有細管與左側(cè)連通,初始時未裝液體,F(xiàn)向左側(cè)容器緩慢注入某種液體,當左側(cè)液面高度為h1=0.7m時,右管內(nèi)液柱高度h2=0.2m。已知右管橫截面積遠小于左側(cè)橫截面積,大氣壓強P0=1.0×105Pa,取g=10m/s2。
(i)求此時右管內(nèi)氣體壓強及該液體的密度;
(ⅱ)若此時右管內(nèi)氣體溫度T=260K,再將右管內(nèi)氣體溫度緩慢升高到多少K時,剛好將右管中液體全部擠出?(不計溫度變化對液體密度的影響)
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【題目】如圖所示,兩塊長度均為l的絕緣木板A、B置于水平地面上的光滑區(qū)域,mA=2kg,mB=1kg,它們的間距為d=2m。一質(zhì)量為2kg、長度為2l的長板C疊放于A板的上方,二者右端恰好齊平。C與A、B之間的動摩擦因數(shù)都為μ=0.2,最大靜摩擦力可認為等于滑動摩擦力。開始時,三個物體處于靜止狀態(tài),現(xiàn)給長板C施加一個方向水平向右、大小為4N的外力F,結果A板被長板C帶動加速直到與木板B發(fā)生碰撞。假定木板A、B碰撞時間極短且碰后粘連在一起。(g取10m/s2)
(1)求木板A、B碰撞后瞬間的速度大;
(2)要使C最終恰好與木板A、B兩端對齊,木板A、B的長度l的值;
(3)若C恰好與木板A、B兩端對齊時撤去F,A、B、C三者立刻被鎖定為一個系統(tǒng),此時ABC開始進入水平地面上的粗糙區(qū)域,AB下表面與粗糙區(qū)域的動摩擦因數(shù)μ2=0.3.求A板運動的位移大小。
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【題目】如圖所示,一理想變壓器原線圈接正弦交變電源,副線圈接有三盞相同的燈(不計燈絲電阻的變化),燈上均標有(6V,18 W)字樣,此時L1恰正常發(fā)光,圖中兩個電表均為理想電表,其中電流表顯示讀數(shù)為1.0 A,下列說法正確的是( )
A. 原、副線圈匝數(shù)之比為3∶1
B. 變壓器的輸入功率為18 W
C. 電壓表的讀數(shù)為6V
D. 若L3突然斷路,則L1變暗,L2變亮,輸入功率變大
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