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例题精讲 · 第 00845 题 · 自编示意伏安数据下的四个电阻量回代

以自编示意二极管的正反向伏安数据,分别求两个正向工作点的静态电阻、反向电阻、正反向电阻比与动态电阻,说明静态与动态不可混用;全部读数自编示意。

00845题号全 1000 篇 · 第 第141轮 / 第141册 轮
方向物理·实验六向之一
题型自编仿真题逐题精讲 · 采分点拆解

题目性质:自编仿真题——题目、材料、选项、数据与情境均为按课程标准与联招常见考点独立编写的原创仿真题,非真题原文,未取自任何题库、教辅或试卷;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准。

例题精讲 · 物理实验

一、考点定位与做题顺序

二极管不是定值电阻:某一点的 U/I 是静态电阻,两点之间的 ΔU/ΔI 是动态电阻,两者数值可以差一个量级。 本讲把四个电阻量一次算齐,再用正反向比说明「单向导电」在数据上是什么样子。

二、逐题精讲

题1

自编示意数据:正向 0.60 V 时 12.0 mA,0.70 V 时 36.0 mA;反向 5.00 V 时 2.00 μA。求两处静态电阻、反向电阻与正反向比。

解析

R₁=0.60/0.012=50.0 Ω;R₂=0.70/0.036=19.444444 Ω,电压升高、电流增到 3 倍,静态电阻反而下降。 R反=5.00/2.00e−6=2500000 Ω=2.50 MΩ;正反向比 2500000/50.0=50000。注意反向电流要换成安培再除。

答案 50.0 Ω;19.444444 Ω;2500000 Ω;正反向比 50000。

采分点 两处静态电阻各 2 分;反向电阻 3 分;单位换算 1 分;比值 2 分。

易错点 把 2.00 μA 当成 2.00 mA,反向电阻会小 1000 倍;把 R₂ 写成 0.036/0.70 则是倒数。

题2

求两正向工作点之间的动态电阻,并说明为何不能用 50.0 Ω 或 19.444444 Ω 代替它。

解析

r=ΔU/ΔI=(0.70−0.60)/(0.036−0.012)=0.10/0.024=4.166667 Ω。 50.0 Ω 与 19.444444 Ω 都是「某一点对原点连线」的斜率倒数,描述的是该点的静态比值;动态电阻描述的是两点间曲线的局部斜率,用于小信号变化。两者定义不同,不能互相代入。

答案 r=4.166667 Ω;静态电阻与动态电阻定义不同,不可代换。

采分点 差值式 3 分;数值 2 分;两静态量定位 2 分;定义区分 3 分。

易错点 把 ΔI 写成 0.036+0.012,或用 0.10/0.036 只除末点电流,都会得到偏小的假动态电阻。

三、规律小结与对照表

量公式数值含义
静态 R₁0.60/0.01250.0 Ω该点对原点
静态 R₂0.70/0.03619.444444 Ω该点对原点
反向电阻5.00/2.00e−62500000 Ω反向截止
正反向比R反/R₁50000单向导电
动态电阻ΔU/ΔI4.166667 Ω局部斜率
电流倍率36.0/12.03非线性增强

静态看「点到原点」,动态看「点到点」;微安与毫安换算一错,整条链都会偏。器件读数与全部参数均为自编示意,不代表真实器件。

四、自测清单

  • 正向电流是否换算成安培
  • 反向电流是否由微安换算
  • 静态电阻是否用 U/I 而非 ΔU/ΔI
  • 两处静态电阻是否分别列出
  • 正反向比是否用同一单位
  • ΔI 是否为两电流之差
  • 动态电阻是否说明局部斜率
  • 是否指出静态与动态不可代换

五、数值回代明细

按题面原始参数逐项重算(构造时另以一条独立路径互验一致):静态电阻一 = 50;静态电阻二 = 19.444444;反向电阻 = 2500000;正反向比 = 50000;动态电阻 = 4.166667;电流倍率 = 3。以上数值与本篇解析、答案栏、规律表逐处对应,示意数据在正文另行注明。

六、选题边界与相邻板块

本讲只处理非线性元件的静态与动态电阻;U–I 图测电源电动势与内阻、伏阻法分流、四点法引线电阻与传感器两点定标属相邻板块,其电路模型不同。

本篇角度与全部已发篇目按累计选题台账跨批查重,未复用上批情境,也未把一篇拆成两篇。

编写说明与学科依据

本文为备考教研体例稿:题目系按课程标准与联招常见考点范围编写的仿真练习题,非真题原文;文中案例为示意内容,非真实记录;文末栏目为学科依据说明,非逐条引文。涉及报考、录取、证件、居留、资助等事项,一律以当年官方文件与学校正式通知为准。

学科依据:

  • 人教版高中教材(物理):单摆摆角修正、表头并联分流、二极管伏安特性、圆锥摆测g、牛顿冷却定律、多用电表判黑箱相关章节
  • 《普通高等学校联合招收华侨港澳台学生考试大纲(物理科)》:相关考点考查范围(仅作命题范围参照,本文题目未与真题逐题比对)
  • 编写说明:题目、选段、选项、数据与解析均为按常见考点独立编写的原创仿真题,未取自任何题库、教辅或试卷;采分点为教研整理,非官方评分标准

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二极管伏安特性:静态电阻、动态电阻与正反向比
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