題目列表(包括答案和解析)
半導(dǎo)體熱敏電阻的工作原理按溫度特性熱敏電阻可分為兩類,隨溫度上升電阻增加的為正溫度系數(shù)熱敏電阻---稱為I類電阻,反之為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻---稱為II類電阻。上述兩類熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件。某實(shí)驗(yàn)小組采用伏安法,在一較為封閉的環(huán)境中探究一種熱敏電阻的溫度特性,要求特性曲線盡可能完整。已知在某一溫度下待測(cè)熱敏電阻的阻值約400~500Ω。熱敏電阻和溫度計(jì)插入帶塞的試管中,管內(nèi)有一定量的水銀(其沸點(diǎn)約357℃),其他備用的儀表和器具有:盛有熱水銀的熱水杯、電源(3V,內(nèi)阻可忽略)、直流電流表(內(nèi)阻約5Ω)、直流電壓表(內(nèi)阻約5kΩ)、滑動(dòng)變阻器(0~20Ω)、電鍵、導(dǎo)線若干。
(1)在圖(a)的方框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖,要求測(cè)量誤差盡可能小。
(2)根據(jù)電路圖,在圖(b)的實(shí)物圖上連線。
(3)簡(jiǎn)要寫(xiě)出完成接線后的主要實(shí)驗(yàn)步驟:
a、往保溫杯中加入熱水銀,稍等讀出溫度值;
b、 ;
c、重復(fù)a;
b、測(cè)出不同溫度下的數(shù)據(jù),記錄下溫度及其對(duì)應(yīng)的電壓、電流值;
d、 ;
e、該小組最后除繪出伏安特性曲線圖外,又繪出不同溫度下熱敏電阻的R--t圖象, 如下圖c,結(jié)合圖判斷此測(cè)量電阻是________類電阻。
二極管是一種半導(dǎo)體元件,電路符號(hào)為“”,其特點(diǎn)是具有單向?qū)щ娦,即電流從正極流入時(shí)電阻比較小,而從負(fù)極流入時(shí)電阻比較大。
①某實(shí)驗(yàn)興趣小組對(duì)某種晶體二極管的伏安特性曲線進(jìn)行測(cè)繪。因二極管外殼所印的標(biāo)識(shí)模糊,為判斷正負(fù)極,用多用電表電阻擋測(cè)二極管的正反向電阻。將選擇開(kāi)關(guān)旋至合適倍率,調(diào)整歐姆零點(diǎn)后,將黑表筆接觸二極管的左端、紅表筆接觸右端時(shí),指針偏角比較。辉賹⒓t、黑表筆位置對(duì)調(diào)時(shí),指針偏角比較大,由此判斷 端為二極管的正極。(選填“左”、“右”)
②廠家提供的伏安特性曲線如右圖。該小組只對(duì)加正向電壓時(shí)的伏安特性曲線進(jìn)行了測(cè)繪,以驗(yàn)證與廠家提供的數(shù)據(jù)是否一致,可選用的器材有:
A.直流電源,電動(dòng)勢(shì)3V,內(nèi)阻忽略不計(jì);
B.0~20Ω的滑動(dòng)變阻器一只;
C.量程5V、內(nèi)阻約50kΩ的電壓表一只;
D.量程3V、內(nèi)阻約20kΩ的電壓表一只;
E.量程0.6A、內(nèi)阻約0.5Ω的電流表一只;
F.量程50mA、內(nèi)阻約5Ω的電流表一只;
G.待測(cè)二極管一只; H.導(dǎo)線、電鍵等。
為了提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度,電壓表應(yīng)選用______,電流表應(yīng)選用_______。(填序號(hào)字母)
③為了達(dá)到測(cè)量目的,請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上虛線框內(nèi)畫(huà)出正確的實(shí)驗(yàn)電路原理圖。
④為了保護(hù)二極管,正向電流不要超過(guò)25mA,請(qǐng)你對(duì)本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)或操作提出一條合理的建議:
⑤該小組通過(guò)實(shí)驗(yàn)采集數(shù)據(jù)后描繪出了二極管的伏安特性曲線,通過(guò)對(duì)比,與廠家提供的曲線基本吻合。如果將該二極管與一阻值R=50Ω的電阻串聯(lián),再接至電動(dòng)勢(shì)E=1.5V、內(nèi)阻不計(jì)的電源上,二極管處于正向?qū)顟B(tài)。請(qǐng)你寫(xiě)出根據(jù)題中給出的伏安曲線求通過(guò)二極管電流的步驟:(不要求求出結(jié)果)
有一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)體,現(xiàn)要用實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)定這種導(dǎo)體材料的電阻率,若已測(cè)得其長(zhǎng)度和橫截面積,還需要測(cè)出它的電阻值Rx。
(1)若已知這段導(dǎo)體的電阻約為30Ω,要盡量精確的測(cè)量其電阻值,并要求直接測(cè)量的變化范圍盡可能大一些,除了需要導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)以外,在以下備選器材中應(yīng)選用的是 。(只填寫(xiě)字母代號(hào))
A.電池(電動(dòng)勢(shì)14 V、內(nèi)阻可忽略不計(jì)) B.電流表(量程0~0.6 A,內(nèi)阻約0.12Ω)
C.電流表(量程0~100m A,內(nèi)阻約12 Ω) D.電壓表(量程0~3 V,內(nèi)阻約3 kΩ)
E.電壓表(量程0~15 V,內(nèi)阻約15 kΩ) F.滑動(dòng)變阻器(0~10Ω,允許最大電流2.0A)
G.滑動(dòng)變阻器(0~500 Ω,允許最大電流0.5 A)
(2)在方框中畫(huà)出測(cè)這段導(dǎo)體電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖。
(3)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)畫(huà)出該導(dǎo)體的伏安特性曲線如圖所示,發(fā)現(xiàn)MN段明顯向上彎曲。若實(shí)驗(yàn)的操作、讀數(shù)、記錄、描點(diǎn)和繪圖等過(guò)程均正確無(wú)誤,則出現(xiàn)這一彎曲現(xiàn)象的主要原因是 。
有一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)體,現(xiàn)要用實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)定這種導(dǎo)體材料的電阻率,若已測(cè)得其長(zhǎng)度和橫截面積,還需要測(cè)出它的電阻值Rx。
(1)若已知這段導(dǎo)體的電阻約為30Ω,要盡量精確的測(cè)量其電阻值,并要求直接測(cè)量的變化范圍盡可能大一些,除了需要導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)以外,在以下備選器材中應(yīng)選用的是 。(只填寫(xiě)字母代號(hào))
A.電池(電動(dòng)勢(shì)14 V、內(nèi)阻可忽略不計(jì)) B.電流表(量程0~0.6 A,內(nèi)阻約0.12Ω)
C.電流表(量程0~100m A,內(nèi)阻約12 Ω) D.電壓表(量程0~3 V,內(nèi)阻約3 kΩ)
E.電壓表(量程0~15 V,內(nèi)阻約15 kΩ) F.滑動(dòng)變阻器(0~10Ω,允許最大電流2.0A)
G.滑動(dòng)變阻器(0~500 Ω,允許最大電流0.5 A)
(2)在方框中畫(huà)出測(cè)這段導(dǎo)體電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖。
(3)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)畫(huà)出該導(dǎo)體的伏安特性曲線如圖所示,發(fā)現(xiàn)MN段明顯向上彎曲。若實(shí)驗(yàn)的操作、讀數(shù)、記錄、描點(diǎn)和繪圖等過(guò)程均正確無(wú)誤,則出現(xiàn)這一彎曲現(xiàn)象的主要原因是 。
有一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)體,現(xiàn)要用實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)定這種導(dǎo)體材料的電阻率,若已測(cè)得其長(zhǎng)度和橫截面積,還需要測(cè)出它的電阻值Rx。
(1)若已知這段導(dǎo)體的電阻約為30Ω,要盡量精確的測(cè)量其電阻值,并要求直接測(cè)量的變化范圍盡可能大一些,除了需要導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)以外,在以下備選器材中應(yīng)選用的是 。(只填寫(xiě)字母代號(hào))
A.電池(電動(dòng)勢(shì)14 V、內(nèi)阻可忽略不計(jì)) B.電流表(量程0~0.6 A,內(nèi)阻約0.12Ω)
C.電流表(量程0~100m A,內(nèi)阻約12 Ω) D.電壓表(量程0~3 V,內(nèi)阻約3 kΩ)
E.電壓表(量程0~15 V,內(nèi)阻約15 kΩ) F.滑動(dòng)變阻器(0~10Ω,允許最大電流2.0A)
G.滑動(dòng)變阻器(0~500 Ω,允許最大電流0.5 A)
(2)在方框中畫(huà)出測(cè)這段導(dǎo)體電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖。
(3)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)畫(huà)出該導(dǎo)體的伏安特性曲線如圖所示,發(fā)現(xiàn)MN段明顯向上彎曲。若實(shí)驗(yàn)的操作、讀數(shù)、記錄、描點(diǎn)和繪圖等過(guò)程均正確無(wú)誤,則出現(xiàn)這一彎曲現(xiàn)象的主要原因是 。
一、1、C 2、A3、BD 4、D 5、AD 6、B 7、BCD 8、CD
二、實(shí)驗(yàn)題:(18分)將答案填在題目的空白處,或者要畫(huà)圖連線。
9、(6分) C (每空3分)
10、(12分)①ABEF(4分)
②如圖所示(4分)
③隨著導(dǎo)體中的電流增大,溫度升高,電阻率增大,電阻增大(4分)
三、本大題共三小題共計(jì)54分.解答時(shí)請(qǐng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟.只寫(xiě)出最后答案的不能得分.有數(shù)值計(jì)算的題.答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位
11、(16分)(1)設(shè)月球的質(zhì)量為M,衛(wèi)星的線速度為,則
① 2分
又 ② 2分
由①②兩式得
③ 2分
(2)設(shè)衛(wèi)星在A點(diǎn)減速后的速度為
從A到B衛(wèi)星和月球系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,所以
④ 2分
噴氣過(guò)程中衛(wèi)星系統(tǒng)的動(dòng)量守恒,設(shè)噴射出氣體的質(zhì)量為,所以
⑤ 3分
由③、④、⑤式解得
⑥ 2分
(3)由O點(diǎn)出發(fā)在y軸負(fù)方向和反方向之間的有向線段都正確(不包括y軸負(fù)方向和的反方向) ⑦ 3分
12、(18分)(1) 電荷在電場(chǎng)中做勻減速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)其在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為,根據(jù)動(dòng)量定理可知,
解得 (2分)
O點(diǎn)與直線MN之間的距離 (2分)
(2)當(dāng)磁場(chǎng)垂直紙面向里時(shí),
電荷運(yùn)動(dòng)的半徑 (1分)
周期 (1分)
當(dāng)磁場(chǎng)垂直紙面向外時(shí),
電荷運(yùn)動(dòng)的半徑 (1分)
周期 (2分)
根據(jù)電荷的運(yùn)動(dòng)情況可知,電荷到達(dá)擋板前運(yùn)動(dòng)的完整周期數(shù)為15個(gè),即沿ON運(yùn)動(dòng)的距離S=15△d=
(2分)
解得 (2分)
故電荷運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間
T=
= (3分)
13、(20分)(1)設(shè)粒子經(jīng)過(guò)加速電場(chǎng)從小孔O2射出時(shí)的速度為v0,則依據(jù)動(dòng)能定理
(1分)
當(dāng)U=0時(shí),粒子以速度v0進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)P2點(diǎn),軌跡半徑R0=(2分)
由洛侖茲力公式和牛頓第二定律得 (1分)
解得帶電粒子的比荷=1.0´
(2)設(shè)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度方向與O1O的夾角為θ,則速度大小 (2分)
粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑 (1分)
由幾何關(guān)系得 (2分)
即Dx與θ無(wú)關(guān),為定值。 (1分)
(3)由(2)可知,帶電粒子在平行金屬板a、b間的最大偏移量y= x2- x1=
帶電粒子進(jìn)入平行金屬板a、b時(shí)的速度
v0==1.0´
設(shè)偏移量最大的帶電粒子離開(kāi)平行金屬板a、b時(shí)的速度為v,由動(dòng)能定理
(1分)
解得 v=m/s
所帶電粒子離開(kāi)平行金屬板a、b時(shí)的速度偏轉(zhuǎn)角q=arccos= (1分)
偏移量最大的在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角a= (1分)
在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1= (1分)
當(dāng)電壓為零時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng)的帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2= (1分)
帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期 (1分)
所以,Dt= t1-t2===1.0 ´10-6 s (1分)
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