1、实验题  二极管是一种半导体元件，电路符号为，其特点是具有单向导电性。某实验兴趣小组对一只晶体二极管的伏安特性曲线进行测绘探究。据了解，该二极管允许通过的最大电流为50mA。
（1）该二极管外壳的标识模糊了，同学们用多用电表的电阻挡来判断它的正负极：当将红表笔接触二极管的左端、黑表笔接触二极管的右端时，发现指针的偏角比较小，由此可判断___________（填“左”或“右”）端为二极管的正极；
（2）同学们为了描绘该二极管的伏安特性曲线，测量数据如下表，请在下面坐标纸上画出该二极管的伏安特性曲线；


（3）他们选择以下部分器材进行实验：
A．直流电源（电动势3V，内阻忽略不计）；
B．滑动变阻器（0～20Ω）；
C．电压表（量程15V、内阻约80KΩ）；
D．电压表（量程3V、内阻约30KΩ）；
E．电流表（量程0.6A、内阻0.1Ω）；
F．电流表（量程50mA、内阻1Ω）；
G．待测二极管；
H．导线、开关等。
为了提高测量结果的准确度，电压表应选用___________，电流表应选用___________。（填序号字母）
（4）请在虚线框内画出测量的实验电路原理图；
（5）为了更好地保护二极管，某同学对实验电路进行了改进：将一只电阻串联在二极管的支路上，则该电阻阻值至少应为___________Ω。

参考答案：（1）左（2）（3）D，F（4）（5）9

本题解析：

本题难度：困难

2、简答题  有一表头G，内阻Rg=10Ω，满偏电流Ig=3mA，今欲改装成量程为0～3V的电压表，应在该表头上串联一阻值为多大的电阻，改装后电压表的内阻为多少？若用此改装后的电压表和一电流表测一未知电阻Rx，电路如图所示，已知电压表的示数为2V，电流表的示数为6mA，则未知电阻Rx的测量值和真实值各是多少？

参考答案：（1）表头两端的电压为Ug=IgRg=3×10-3×10Ω=0.03V；
若改装成0～3V电压表，则达最大量程时，串联电阻两端的电压U=Um-Ug=3V-0.03V=2.97V；
则应串联的电阻R串=UIm=2.970.003Ω=990Ω；
改装后电压表的内阻为RV=Rg+R串=990+10Ω=1000Ω；
（2）图中IV=URV=21000A=2mA
根据串并联电流特点，则有Ix=I-IV=4mA
因此，RX=UIX=24×10-3Ω=500Ω
RX测=UI=26×10-3Ω=333.3Ω
答：（1）应在该表头上串联一阻值为990Ω的电阻，改装后电压表的内阻为1000Ω；
（2）未知电阻Rx的测量值333.3Ω和真实值是500Ω．

本题解析：

本题难度：一般

3、简答题  Ⅰ．在“测电池的电动势和内阻”的实验中，测量对象为1节新的干电池．用图甲所示电路测量时，在较大范围内调节滑动变阻器，发现电压表读数变化不明显，原因是：______．
Ⅱ．为了提高实验精度，采用图乙电路，提供的器材：
量程3V的电压表V，量程0.6A的电流表A（具有一定内阻），定值电阻R0（阻值未知，约几欧姆），滑动变阻器R1（0～10Ω），滑动变阻器R2（0～200Ω），单刀单掷开关S1、单刀双掷开关S2，导线若干．
①电路中，加接电阻R0有两方面的作用，一是方便实验操作和数据测量，二______．
②为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用______（填R1或?R2）．
③开始实验之前，S1、S2都处于断开状态．现在开始实验：
A、闭合S1，S2打向1，测得电压表的读数U0，电流表的读数为I0；可以测出的物理量是______，用测量的物理量写出表达式为______．
B、闭合S1，S2打向2，改变滑动变阻器的阻值，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2．则新电池电动势的表达式为E=______，内阻的表达式r=______．

参考答案：Ⅰ作出电源的U-I图象，根据闭合电路欧姆定律分析可知，图象的斜率等于电源的内阻，如图，图线1的斜率小于图线2的斜率，则对应的电源的内阻图线1的较小，由图可以看出，图线1电压随电流变化较慢．本实验中发现电压表读数变化不明显，原因是：电源内阻很小．


Ⅱ①加接电阻R0，起保护作用，限制电流，防止变阻器电阻过小时，电池被短路或电流表被烧坏
②滑动变阻器应选用R1．因为R1的总电阻较小，使电路中电流较大，电流表指针能在刻度盘中央附近，测量误差较小．
③根据欧姆定律可知，可以测出的物理量是定值电阻R0和电流表内阻之和，用测量写出表达式为：R0+RA=U0I0．
B、根据闭合电路欧姆定律得
? E=U1+I1（R0+RA+r）…①
? E=U2+I2（R0+RA+r）…②
联立解得：E=U1I2-U2I1I2-I1
?r=U1-U2I2-I1-（R0+RA）=U1-U2I2-I1-U0I0．
故答案为：
Ⅰ、电源内阻很小；
Ⅱ、①防止变阻器电阻过小时，电池被短路或电流表被烧坏；
②定值电阻R0和电流表内阻之和，R0+RA=U0I0．
③U1I2-U2I1I2-I1，U1-U2I2-I1-U0I0．

本题解析：

本题难度：一般

4、简答题  某同学要测量一节旧电池的电动势和内阻，实验器材有一个电流表、一个电阻箱R、一个1Ω的定值电阻R0，一个开关和导线若干，该同学按如图所示电路进行实验．测得的数据如下表所示：

参考答案：（1）由电路图可知，电阻R0与电阻箱R串连接入电路，电阻R0起保护电路的作用，保护电源，防止电源被短路．
（2）根据闭合电路欧姆定律，有
I=ER+R0+r
公式变形，得到
R=E?（1I）+（-r-R0）
所以若将R作为直角坐标系的纵坐标，则应取1I作为横坐标．
（3）运用描点法作出图象



（4）对比一次函数y=kx+b，R相当于y，E相当于k，1I相当于x，（-r-R0）相当于b；
故E=k
-r-R0=b
解得：E=k，r=-b-R0
所以由图象可知，该电池的电动势E=6.0V，内电阻r=1.0Ω．
故答案为（1）保护电源，防止电源被短路
（2）1I
（3）见上图
（4）6.0，1.0

本题解析：

本题难度：一般

5、简答题  （1）我们都有过这样的体验：手电筒里的两节干电池用久了以后，灯泡发红光，这就是我们常说的“电池没电了”，有人
为了“节约”，在手电筒里装一节新电池和一节旧电池搭配使用．某同学为了检验此人的做法是否合理，设计了下面验：
①该同学设计了如图甲所示的电路来分别测量新旧干电池的电动势和内阻，并将测量结果描绘成如图乙所示的U-I?图象，
由图线可知：新电池电动势E1=______V，内阻?r?1=______Ω；旧电池电动势E2=______V；
内阻?r2=______Ω．
②计算新旧电池各一节串联作电源使用时的效率．（手电筒的小灯泡上标有“3V?2W”）
③计算上小题中旧电池提供的总电功率和它内阻消耗的电功率分别是多少．
④你认为新旧电池搭配使用的做法是否合理，简述理由．
（2）用多用电表测电阻．
①每次换档后，需重新______，再进行测量．
②如果表的指针偏转过大，为使测量比较精确，应将选择开关拨至倍率较______（填大或小）的档位上．
③某次测电阻时，表的指针位置如图丙所示，则该电阻的测量值是______Ω．

参考答案：（1）①新电池E1=1.5V，内阻r1=1.55Ω=0.3Ω．旧电池电动势E2=1.2V，内阻r2=1.20.3Ω=4Ω．
②灯泡的电阻R=U2P=92Ω=4.5Ω，新旧电池各一节串联后，电路中的总电流I=E1+E2r1+r2+R=2.78.8A≈0.3A．则外电压U=E1+E2-I（r1+r2）=2.7-0.3×4.3V=1.41V．
所以η=UE=1.412.7=52%．
③旧电池提供的总电功率P1=IE2=1.2×0.3W=0.36W，内部消耗的功率P2=I2r2=0.09×4W=0.36W．
④新旧电池串联连接，会出现旧电池提供的功率小于内部消耗的功率，所以新旧电池搭配使用的做法不合理．
（2）①每次换挡需重新欧姆调零．
②如果表的指针偏转过大，说明该电阻较小，为了测量的精确，选择倍率较小的档位．
③电阻的测量值为19×10=190Ω．
故答案为：（1）①1.5，0.3，1.2，4.0．②52%? ③0.36，0.36? ④不合理，会出现旧电池提供的功率小于内部消耗的功率．
（2）①欧姆调零，②小，③190

本题解析：

本题难度：一般