Question

實驗題：
（一）．某學生用螺旋測微器在測定某一金屬絲時，測得的結果如下圖1所示，則該金屬絲的直徑d=

 

mm．另一位學生用游標尺上標有10等分刻度的游標卡尺測一工件的長度，而游標尺上10格的總長度為19mm．，測得的結果如圖2所示，則該工件的長度L=

 

cm．

（二）發光二極管是某些電器上做指示用的一種電子元件（可看作純電阻），在電路中的符號為，只有電流從所標的“+”號的一端輸入，從所標的“-”號一端輸出時，它才能發光．廠家提供的某種二極管的U-I圖象如圖2所示．
（1）使用電動勢為12V、內阻可忽略不計的電源對二極管供電，且二極管正常工作（工作電壓為2V），則需要在電源和二極管之間

 

（填“串聯”或“并聯”）一個電阻，其阻值為

 

（2）已知二極管允許的最大電流為56mA．選用下列器材可驗證這種元件的U-I曲線與廠家提供的數據是否一致．
A．1.5V干電池兩節
B．0～50Ω的滑動變阻器一個
C．量程為15V、內阻為50kΩ的電壓表一只
D．量程為3V、內阻為20kΩ的電壓表一只
E．量程為3mA、內阻為0.01Ω的電流表一只
F．量程為100mA、內阻為5Ω的電流表一只
G．待測發光二極管一只
H．導線、開關
為準確、方便地進行檢測，電壓表應采用

 

，電流表應采用

 

（填字母符號）
（3）在圖3方框中畫出檢測二極管所用的電路圖．

Answer 1

分析：1、游標卡尺讀數的方法是主尺讀數加上游標讀數，不需估讀．螺旋測微器的讀數方法是固定刻度讀數加上可動刻度讀數，在讀可動刻度讀數時需估讀．
2、發光二極管正常工作時的電壓和額定電壓相等，根據圖象得出發光二極管正常發光的電流即為串聯電路的電流，串聯電路的電壓特點求出電阻兩端的電壓，利用歐姆定律求出電阻阻值的大小．根據電源電壓可選出電壓表，根據圖中得出的電流值電可選出電流表；
描繪伏安特性曲線，滑動變阻器應采用分壓接法，電流表采用外接法，然后作出實驗電路圖．

解答：解：（一）螺旋測微器的固定刻度讀數為3mm．可動刻度讀數為0.01×20.7mm=0.207mm，所以最終讀數為3.207mm．
    游標卡尺的主尺讀數為20mm，游標讀數為0.1×3=0.3mm，所以最終讀數為20.3mm=2.03cm．
（二）（1）根據串聯分壓得需要在電源和二極管之間串聯一個電阻．
發光二極管正常工作時U_L=2.0V，
由圖象可知串聯電路的電流：
I=I_L=20mA=0.02A，
定值電阻兩端的電壓：
U_R=U-U_L=12V-2V=10V，
R=

U

I

=

10V

0.02A

=500Ω，
（2）由題意可知，采用的電源電壓為3V，故為了安全和準確，電壓表應選取D，3V的量程；
由圖可知，最大電流約為40mA，故電流表應選F；故選D，F；
（3）滑動變阻器采用分壓接法，電流表采用外接法，實驗電路圖如圖所示．

故答案為：（一）3.207mm，2.03cm；（二）（1）串聯，500Ω；（2）D、F；（3）如圖

點評：1、解決本題的關鍵掌握游標卡尺和螺旋測微器的讀數方法，游標卡尺讀數的方法是主尺讀數加上游標讀數，不需估讀．螺旋測微器的讀數方法是固定刻度讀數加上可動刻度讀數，在讀可動刻度讀數時需估讀．
2、本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律的簡單計算，能從圖象得出發光二極管正常發光時的電流是關鍵．