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发光二极管的导电特性
如图1（a）是一种重要的电子元件：晶体二极管，在电路中符号如图1(b)．它是由半导体材料制成的，有两根引线，一根为正极，另一根为负极．有一种常见的二极管在导电时能发光，这种二极管叫做发光二极管,如图1(c）所示，其电路符号如图1（d）．二极管的导电性能很特殊，它只允许电流从它的正极流向负极，不允许从负极流向正极．这很像自行车气流从打气筒流向车胎．
下面通过简单的实验说明二极管的这一特殊导电性．方法是：将二极管与一个小灯泡、一个开关串联接在干电池两端，为了防止二极管被烧坏，在电路中串联一只滑动变阻器，在闭合开关前，将滑片置于阻值最大处．实验发现：①当电源反接时（如图2），无论怎么移动滑片，电流表都无示数；②当电源正接时（如图3），刚闭合开关，观察发现电流表无示数，二极管也不发光．移动滑片，发现电流表才逐渐有了示数，二极管也开始发光．
电源正接时二极管导电性能是不是与它两端的电压大小有关呢？将电压表接在c、d两根引线之间，移动滑片的位置，分别记录电压表和电流表的示数，如下表所示．
|
电压/V |
1.4 |
1.5 |
1.7 |
1.9 |
2.0 |
2.1 |
2.2 |
2.3 |
2.4 |
2.5 |
|
电流/mA |
0 |
0 |
2.0 |
4.0 |
12.0 |
22.0 |
32.0 |
42.0 |
52.0 |
60.0 |
（1）分析①和②现象，可知晶体二极管具有 （填“单”或“双”）向导电的特性；
（2）根据文中实验数据，用描点法在下图坐标纸上作出这个二极管的U-I图线；
（3）实验发现当二极管两端的正向电压达到1.9V后正常工作，则从U-I图线可以看出这种二极管正常工作后的电阻与正常工作前相比 （变大/变小/不变）；
（4）若电源电压为6V，当电流表示数为12.0mA时，滑动变阻器接入电路的阻值为 Ω．
（5）使用发出两种色光的二极管，分别指示电动机正反两个转动方向，可以帮助操作人员及时发觉电动机转动方向是否符合需要．设计思路如下：a.接通开关，二极管甲导通，发红光，电动机正转．b.调换电池组正、负极，接通开关，二极管乙导通，发绿光，电动机反转．根据上面设计思路，请你将二极管甲填入右上图虚线框内．
在测标有“2.5V”字样小灯泡（电阻大约为10Ω左右）额定功率的实验时，小明连接了如图甲所示的电路，其中电源电压为6V．
（1）请用笔画线将图甲中的电路连接完整．
（2）在连接电路时，有甲“10Ω 1A”和乙“20Ω 1A”两个滑动变阻器可供选择，则应该选择变阻器
（甲/乙）连入电路，才能保证实验顺利进行．
（3）小明合理地连接好电路，闭合开关，无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮.小明分析了产生故障的原因（电流表、电压表均无故障），请你依据表一中电流表、电压表示数出现的几种情况，帮小明判断故障原因，并将其填写在表一对应的空格里．
|
U/V |
I/A |
R/Ω |
P/W |
灯泡亮度 |
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2 |
0.25 |
8 |
0.5 |
暗 |
|
2.5 |
|
|
|
亮 |
|
2.8 |
0.32 |
9 |
0.896 |
很亮 |
|
电流表 |
电压表 |
故障原因 |
|
示数不为0 |
示数为0 |
|
|
示数为0 |
示数不为0 |
|
（4）排除故障后，小明调节变阻器滑片的位置，使小灯泡两端电压分别为2V、2.5V、2.8V，依次测出通过小灯泡的电流，并观察发光情况，记录在表二中．当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，此时小灯泡电阻是 Ω（计算结果保留两位小数），小灯泡的额定功率是
W．
（5）小明发现实验桌上还有多种阻值的定值电阻，于是他又做起了其他实验，下列实验还可以完成的是（ ）
①探究电流的磁场强弱与电流大小的关系 ②探究电流与电压、电阻的关系
③探究电流产生的热量与电阻的关系 ④探究串并联电路中电流的特点
A．①② B．②③④ C．②④ D．③④
某小组同学利用长木板、毛巾、两块完全相同的带钩立方体木块、弹簧测力计等器材探究“摩擦力大小与哪些因素有关”，下表是在实验时得到的一组实验数据：
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实验次数 |
与木块的摩擦面 |
木块的放置方式 |
弹簧测力计的示数/N |
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1 |
木板表面（水平） |
一木块平放 |
1.8 |
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2 |
木板表面（水平） |
一木块平放 |
2.9 |
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3 |
毛巾表面（水平） |
一木块平放 |
2.4 |
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4 |
木板表面（水平） |
两木块叠放 |
3.6 |
（1）你认为表中哪个数据是不合理的，并指出在弹簧测力计正常使用下导致数据不合理的原因：
； ．
（2）分析第1和第4两次实验数据，可以得出结论： ．
（3）小丽同学提出了一个问题：摩擦力大小与接触面积是否有关呢？她将木块沿竖直方向截取一半后，测得木块所受摩擦力变为原来的一半，她由此得出：摩擦力的大小随接触面积的减小而减小，你认为她的探究过程存在的缺陷是 ．要“探究摩擦力的大小与接触面积的大小是否有关”应该选择一个 （填“长方体”或“正方体”）木块，至少需要通过做 次实验才能得出初步结论．
在我们物理学习过程中，常常看到下面的情形：
（1）图甲中物体的长为 cm；
（2）图乙是“探究物质熔化过程”中收集实验数据后绘制得到的“温度—时间”图像，由图可判断该物质是 （晶体/非晶体）；
（3）图丙中,移动蜡烛至图示位置，光屏上观察到烛焰清晰的像，此像为倒立、 的实像（放大/缩小/等大），生活中的 就是利用这一原理制成的.现将近视眼镜放在图中凸透镜与蜡烛之间，发现光屏上的像变得模糊不清，此时应当向 （左/右）移动光屏，便可再次得到清晰的像. 此实验说明近视眼配戴合适的近视眼镜能矫正视力的原因是能把成在视网膜 （前/后）的像成在视网膜上．
小华积极响应“节约用电，低碳环保”的号召，他家里新安装一盏调光灯，灯泡上标有“220V100W”字样，如图所示为简化电路图，其中滑动变阻器最大值为484Ω，（设灯丝电阻不随温度变化）求：
（1）灯丝电阻是多少？
（2）灯泡发光最暗时的电功率是多少？
（3）该电路在灯发光最暗时工作2h比最亮时工作2h可节约多少电能？
如图甲所示，竖直放置在水平地面上的石柱，高为0.5m，横截面积为0.2m2，质量为250kg（g取10N/kg）． 求：
（1）石柱的重力及石柱对水平地面的压强；
（2）某工地用图乙所示的起重机将该石柱匀速提升2m，用了5s时间，所用拉力F为1000N．求该滑轮组的机械效率和拉力F的功率．
