題目性質:自編仿真題——題目、材料、選項、數據與情境均為按課程標準與聯招常見考點獨立編寫的原創仿真題,非真題原文,未取自任何題庫、教輔或試卷;解析與採分點為教研整理,非官方評分標準。
一、考點定位與做題順序
分壓接法的空載輸出只由滑片位置決定,但一接上負載,下臂就變成「滑變下段 ∥ 負載」,分壓比隨之改變。這不是電源不穩,是電路拓撲變了;測二極管伏安特性時若按空載電壓估算電流,會系統性偏高。
自編示意:電源 6.00 V,滑動變阻器總阻 100 Ω,滑片在 25% 處,負載(含二極管與限流電阻的等效)R_L = 25 Ω,二極管導通壓降按 0.70 V、串聯限流電阻 10 Ω 計。器件參數均為自編示意。
二、逐題精講
題1
題1 求空載輸出、接負載後的等效下臂與實際輸出、跌落量。
解析
滑片 25%:上臂 75 Ω、下臂 25 Ω。空載輸出 U₀ = 6.00 × 25/100 = 1.50 V。
接上 R_L = 25 Ω 後,下臂變為 25 ∥ 25 = 12.5 Ω,實際輸出 U = 6.00 × 12.5/(75 + 12.5) = 6.00 × 12.5/87.5 = 0.8571 V。跌落 ΔU = 1.50 − 0.8571 = 0.6429 V,相對跌落 0.6429/1.50 = 42.9%。
答案 空載 1.50 V;等效下臂 12.5 Ω;帶載 0.8571 V;跌落 0.6429 V(42.9%)。
採分點 空載輸出 1 分、並聯下臂 2 分、帶載輸出 2 分、跌落與相對跌落 2 分。
易錯點 接上負載後仍用 25 Ω 當下臂,漏掉並聯。
題2
題2 按空載 1.50 V 與實際 0.8571 V 分別估算二極管電流,相差多少倍?
解析
串聯迴路按 U = U_D + I·R 處理,R = 10 Ω、U_D = 0.70 V。按空載電壓:I = (1.50 − 0.70)/10 = 0.0800 A = 80.0 mA。按實際帶載電壓:I = (0.8571 − 0.70)/10 = 0.01571 A = 15.71 mA。
兩者之比 80.0/15.71 = 5.09 倍,即按空載估算會高估約 4 倍電流。根因是分壓比被負載改寫,不是二極管參數變了。
答案 空載估算 80.0 mA、實際 15.71 mA,相差 5.09 倍。
採分點 兩個電流各 2 分、比值 1 分、根因說明 1 分。
易錯點 把 0.8571 V 直接代成 1.50 V,或忘記扣除 0.70 V 導通壓降。
三、規律小結與對照表
| 狀態 | 上臂 | 下臂 | 輸出電壓 |
|---|---|---|---|
| 空載 | 75 Ω | 25 Ω | 1.50 V |
| 帶載 | 75 Ω | 12.5 Ω | 0.8571 V |
| 跌落 | — | 改了分壓比 | 0.6429 V |
| 估算電流 | — | 按 U−U_D 除 R | 80.0 / 15.71 mA |
小結:分壓器一接負載,下臂就要按並聯重算;先算實際輸出再代元件方程,別拿空載電壓估電流。
四、自測清單
- 能算空載分壓輸出
- 能算並聯後的等效下臂
- 能重算帶載輸出
- 能算跌落量與相對跌落
- 能按 U−U_D 除 R 求電流
- 能說明高估的根因是分壓比被改寫