Question

（2010?福建模拟）（1）在探究单摆运动规律的实验中，小明做了如下实验：用游标卡尺测得小球的直径为

19.95

 mm（如
图1）．多次改变单摆悬线长，正确操作后测得多组x（悬点到球下端的距离）、T（单摆振动周期）的数据，
并作出如图2所示的T²-x的图象，则图线与横轴的截距b表示

摆球的半径

．
（2）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．某实验兴趣小基对一只晶体二极管的伏安特性曲线如图3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大，由此可判断

右

 （填“左”或“右”）端为二极管的正极
②如图是厂家提供的该种二极管正向导通时的伏安特性曲线，同学们为了验证该特性曲线，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50KΩ）；  
D．电压表（量程3V、内阻约20KΩ）；
E．电流表（量程0.6A、内阻忽略不计）；
F．电流表（量程50mA、内阻忽略不计）；
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

D

，电流表应选用

F

．（填序号字母）
③请在如图4虚线框内画出测量的实验电路原理图．
④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

10

Ω．

Answer 1

分析：（1）20分度的游标卡尺每一分度表示的长度为0.05mm．由主尺读出整米数，由游标尺读出毫米的小数部分．
（2）①多用电表测电阻电流的流向是“红进黑出”，二极管具有单向导电性，当电流从二极管的正极流入，电阻比较小，当从二极管的负极流入，电阻非常大．
②描绘该二极管的伏安特性曲线，应该用平滑曲线．选器材注意安全，精确．
③描绘该二极管的伏安特性曲线，电压电流要从0测起，所以滑动变阻器应该用分压式；从表格中数据看，开始一段时间内二极管的电阻较大，“大内偏大”，电流表应该用内接法．
④为了更好地保护二极管，用过二极管的电流不能超过50mA，即电压不能超过2.5V，而加在两端的电压最大可达3V，需串联一电阻起分压作用．

解答：解：（1）由图1所示是20分度的游标卡尺，游标每一分度表示的长度为0.05mm．主尺读数为19mm，游标尺示数为19×0.05mm=0.95mm，游标卡尺示数为13mm+0.55mm=19.95mm．
根据单摆的周期公式：T=2π

L g

得：T2=

4π2

g

?L，图2 中的直线不过原点，是由于“正确操作后测得多组x（悬点到球下端的距离）”，即摆长L中是小球的直径，而不是半径！所以b应该是小球的半径；
（2）①用电表测电阻电流的流向是“红进黑出”，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大，说明电阻非常小，说明黑表笔接二极管的正极，所以右端为正极，左端为负极．
②二极管的伏安特性曲线如图．从精确的角度出发，电源电压为3V，所以电压表量程选3V的，所测最大电流为50mA，所以电流表量程选50mA．
③电路图如右图．
④为了更好地保护二极管，用过二极管的电流不能超过50mA，即电压不能超过2.5V，而加在两端的电压最大可达3V，电流表内阻忽略不计，所以R=

3-2.5

0.05

Ω=10Ω．
故本题答案：（1）左，（2）如图，D，F，（3）如图，（4）10．

点评：解决本题关键：1、知道多用电表电流的流向及二极管的特性．2、如何选取电流表的内外接法和滑动变阻器的分压限流接法．