人教高中物理37．电学创新实验.docx

37.电学创新实验
1.[2021·山西太原市3月模拟(一)]用一张锌片和一张铜片，中间夹一张浸过盐水的纸，并从锌片和铜片各引出一个电极，这样就组成了一个电池。将两个相同的电池串联起来为红色的LED供电时，LED会发光。为研究该电池组的特性，某同学进行了以下实验：(计算结果保留3位有效数字)
图1
(1)将电池组按图1(a)所示接入电路，图中电流表的量程为10 mA，内阻为100 Ω；
(2)闭合开关，调节电阻箱的值，发现当R＝100 Ω时，电流表的示数I如图(b)所示，则I＝________mA；
(3)反复调节电阻箱的值，读出多组电流表的示数I(算出的值)和对应电阻箱的阻值R并描在图2中。将(2)中的数据描在图2中，连同已描出的点绘出－R图线；
图2
图3
(4)由图2可知，该电池组的电动势为________V，内电阻为________Ω；
(5)已知红色LED的伏安特性如图3所示，当用该电池组直接为此LED供电时，LED的功率为________W。
答案　(2)5.96　(3)见解析　(4)1.47　47.0　(5)6.20
解析　(2)由图(b)中电流表的指针停留位置，可知
I＝5.96 mA。
(3)－R图像如下图所示
(4)根据公式E＝I(r＋RA＋R电阻箱)
代入题图中的两组I和R的值，可得E＝1.47 V，r＝47.0 Ω。
(5)在下图中，绘制电源的伏安特性曲线，如图所示，根据LED的伏安特性曲线，以及两组电池为LED供电，可得LED的功率P＝UI，代入伏安特性曲线与电源伏安特性曲线的交点的数据得P＝6.20 W。
2.(2021·1月辽宁普通高校招生适应性测试，12)某同学为定性探究光敏电阻阻值随光照强度变化的关系，设计了如图4所示的电路。所用器材有：置于暗箱(图中虚线区域)中的光敏电阻RG，小灯泡和刻度尺，阻值为R的定值电阻，理想电压表，电动势为E、内阻为r的电源，开关S，导线若干。
图4
图5
图6
实验时，先按图4连接好电路，然后改变暗箱中光源到光敏电阻的距离d，记录电压表的示数U，获得多组数据如下表。
d/cm
8.50
10.00
12.00
13.50
15.00
17.00
18.50
20.00
22.00
23.50
25.00
U/mV
271.0
220.0
180.0
156.7
144.9
114.0
94.8
89.5
78.6
72.5
65.0
回答下列问题：
(1)光敏电阻阻值RG与电压表示数U的关系式为RG＝________(用E、r、R、U表示)；
(2)在图5的坐标纸上补齐数据表中所给的第二组数据点，并作出U－d的非线性曲线；
(3)依据实验结果可推断：光敏电阻的阻值随着光照强度的减小而________(填“增大”或“减小”)；
(4)该同学注意到智能手机有自动调节屏幕亮度的功能，光照强度大时屏幕变亮，反之变暗。他设想利用光敏电阻的特性，实现“有光照射光敏电阻时，小灯泡变亮；反之变暗”的功能，设计了如图6所示电路，则电路中________(填“R1”或“R2”)为光敏电阻，另一个为定值电阻。
答案　(1)R－R－r　(2)见解析图　(3)增大