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例題精講 · 第 00803 題 · 滑片位置定了輸出,接上負載就改了分壓比

以自編示意分壓器(6.00 V、滑變 100 Ω、滑片 25%、負載 25 Ω)為材料,求空載輸出、接負載後的等效下臂與實際輸出、跌落量,並回代按空載電壓估算二極管電流的偏差。

00803題號全 1000 篇 · 第 第134輪 / 第134冊 輪
方向物理·實驗六向之一
題型自編仿真題逐題精講 · 采分點拆解

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。

例題精講 · 物理實驗

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 Ω25 Ω1.50 V
帶載75 Ω12.5 Ω0.8571 V
跌落—改了分壓比0.6429 V
估算電流—按 U−U_D 除 R80.0 / 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
編寫說明與學科依據

本文為備考教研體例稿:題目系按課程標準與聯招常見考點範圍編寫的仿真練習題,非真題原文;文中案例為示意內容,非真實記錄;文末欄目為學科依據說明,非逐條引文。涉及報考、錄取、證件、居留、資助等事項,一律以當年官方文件與學校正式通知為準。

學科依據:

  • 人教版高中教材(物理):歐姆擋中值電阻、分壓帶載、雙縫插片、化曲為直、最小二乘剔除與多普勒測速相關章節
  • 《普通高等學校聯合招收華僑港澳臺學生考試大綱(物理科)》:相關考點考查範圍(僅作命題範圍參照,本文題目未與真題逐題比對)
  • 編寫說明:題目、選段、選項、數據與解析均為按常見考點獨立編寫的原創仿真題,未取自任何題庫、教輔或試卷;採分點為教研整理,非官方評分標準

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聯招物理·分壓接法的帶載跌落:空載 1.50 V 為什麼會掉到 0.8571 V
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