.发光二极管(LED)是一种新型光源,在2010年上海世博会上通过巨大的LED显示屏,为我们提供了一场精美的视觉盛宴。某同学为了探究LED的伏安特性曲线,他实验的实物示意图如题图甲所示,其中图中D为发光二极管(LED),R0为定值电阻,,电压表视为理想电压表。(数字运算结果保留2位有效数字)
(1) 闭合开关S前,滑动变阻器R的滑动触头应置于最 (填“左”或“右”)端。
(2) 实验一:在20℃的室温下,通过调节滑动变阻器,测量得到LED的U1 —U2曲线为题图乙中的a曲线。已知定值电阻R0的电阻值为10 Ω,LED的正常工作电流为20 mA,由曲线可知实验中的LED的额定功率为 W,LED的电阻随着电流的增大而 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3) 实验二: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。由此可知:温度升高,LED的电阻将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中,备有下列器材:
器材 |
规格 |
待测干电池 |
电动势为1.5V,内电阻小于0.1Ω |
电流表G |
满偏电流3mA,内阻Rg=10Ω |
电流表A |
量程0~0.6A,内电阻0.1Ω |
滑动变阻器R1 |
最大阻值为20Ω,额定电流为10A |
滑动变阻器R2 |
最大阻值为200Ω,额定电流为1A |
定值电阻R0 |
990Ω |
开关、若干导线 |
(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表,但给出了两个电流表,于是他设计了如图所示中的甲的(a)、(b)两个参考实验电路,其中合理的是图所示的电路;在该电路中,为了操作方便且能准确地进行测量,滑动变阻器应选。(填“R1”或者“R2”)
(2)该同学顺利完成实验,测出的数据经转换后如下表所示。请你根据这些数据帮他在下面坐标图中画出U—I图象,并由图得出电池的电动势E = ▲V,内阻r = ▲Ω;
某同学通过实验研究一个小灯泡灯丝的伏安特性,下表是他在实验时获得的通过灯泡的电流I和灯泡两端电压U的一系列数据。
I/A |
0 |
0.14 |
0.23 |
0.36 |
0.42 |
0.46 |
0.49 |
U/V |
0 |
0.69 |
1.15 |
2.15 |
3.05 |
4.15 |
5.15 |
(1)请在坐标图中描绘出这个小灯泡的U-I图线。
(2)请比较电压为1.0V与3.0V时小灯泡的电阻大小,并说明其原因。
(3)实验前,实验室里有下列器材,这位同学在实验过程中选用的是(填字母代号)。
A.直流电源
B.0~30Ω的滑动变阻器
C.电压表(0~15V,内阻约15kΩ)
D.电压表(0~3V,内阻约3kΩ)
E.电流表(0~0.6A,内阻约0.1Ω)
F.电流表(0~3A,内阻约0.01Ω)
G.开关
H.导线
(4)实验时,这位同学应选用下列所示的电路图。
读出下列测量的读数。
在“测定金属的电阻率”的实验中,某同学进行了如下操作:
①用毫米刻度尺测量接入电路中的金属丝的长度l。再用螺旋测微器测量金属丝的直径D,某次测量结果如图3所示,则这次测量的读数D=mm。
②为了合理选择实验方案和器材,首先使用欧姆表(×l挡)粗测拟接入电路的金属丝的阻值R。欧姆表调零后,将表笔分别与金属丝两端连接,某次测量结果如图4所示,则这次测量的读数R=____Ω。
③使用电流表和电压表更精确地测量金属丝的阻值。为了安全、准确、方便地完成实验,除电源(电动势为4V,内阻很小)、待测电阻丝、导线、开关外,电压表应选用,电流表应选用____,滑动变阻器应选用(选填下表中器材前的字母)。
④若采用图5所示的电路测量金属丝的电阻,电压表的左端应与电路中的____点相连(选填“a”或“b”)。若某次测量中,电压表和电流表读数分别为U和I,请用上述直接测量的物理量(D、l、U、I)写出电阻率ρ的计算式:ρ=__。
⑤右方框中所列的是一些材料在20℃时的电阻率。实验中使用的金属丝是方框中列出的的某一种材料。某次实验中,测得金属丝的长度为52.80cm,直径为0.495mm,阻值为2.9Ω。则金属丝的材料为.(选填金属名称)。
(l)如图1所示,某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中,先将白纸平铺在木板上并用图钉固定,玻璃砖平放在白纸上,然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′。O为直线AO与aa'的交点。在直线OA上竖直地插上Pl、P2两枚大头针。
①该同学接下来要完成的必要步骤有。
A.插上大头针P3,使P3仅挡住P2的像 |
B.插上大头针P3,使P3挡住P1的像和P2的像 |
C.插上大头针P4,使P4仅挡住P3 |
D.插上大头针P4,使P4挡住P3和P1、P2的像 |
②过P3、P4作直线交bb′于O′,过O′作垂直于bb′的直线NN′,连接OO′。测得图1中角α和β的大小。则玻璃砖的折射率n=。
③如图所示,该同学在实验中将玻璃砖界面aa′和bb′的间距画得稍宽。若其他操作正确,则折射率的测量值____准确值(选填“大于”、“小于”或“等于”)。