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例題精講 · 第 00845 題 · 自編示意伏安數據下的四個電阻量回代

以自編示意二極管的正反向伏安數據,分別求兩個正向工作點的靜態電阻、反向電阻、正反向電阻比與動態電阻,說明靜態與動態不可混用;全部讀數自編示意。

00845題號全 1000 篇 · 第 第141輪 / 第141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

二極管不是定值電阻:某一點的 U/I 是靜態電阻,兩點之間的 ΔU/ΔI 是動態電阻,兩者數值可以差一個量級。 本講把四個電阻量一次算齊,再用正反向比說明「單向導電」在數據上是什麼樣子。

二、逐題精講

題1

自編示意數據:正向 0.60 V 時 12.0 mA,0.70 V 時 36.0 mA;反向 5.00 V 時 2.00 μA。求兩處靜態電阻、反向電阻與正反向比。

解析

R₁=0.60/0.012=50.0 Ω;R₂=0.70/0.036=19.444444 Ω,電壓升高、電流增到 3 倍,靜態電阻反而下降。 R反=5.00/2.00e−6=2500000 Ω=2.50 MΩ;正反向比 2500000/50.0=50000。注意反向電流要換成安培再除。

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

採分點 兩處靜態電阻各 2 分;反向電阻 3 分;單位換算 1 分;比值 2 分。

易錯點 把 2.00 μA 當成 2.00 mA,反向電阻會小 1000 倍;把 R₂ 寫成 0.036/0.70 則是倒數。

題2

求兩正向工作點之間的動態電阻,並說明為何不能用 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 與 19.444444 Ω 都是「某一點對原點連線」的斜率倒數,描述的是該點的靜態比值;動態電阻描述的是兩點間曲線的局部斜率,用於小信號變化。兩者定義不同,不能互相代入。

答案 r=4.166667 Ω;靜態電阻與動態電阻定義不同,不可代換。

採分點 差值式 3 分;數值 2 分;兩靜態量定位 2 分;定義區分 3 分。

易錯點 把 ΔI 寫成 0.036+0.012,或用 0.10/0.036 只除末點電流,都會得到偏小的假動態電阻。

三、規律小結與對照表

量公式數值含義
靜態 R₁0.60/0.01250.0 Ω該點對原點
靜態 R₂0.70/0.03619.444444 Ω該點對原點
反向電阻5.00/2.00e−62500000 Ω反向截止
正反向比R反/R₁50000單向導電
動態電阻ΔU/ΔI4.166667 Ω局部斜率
電流倍率36.0/12.03非線性增強

靜態看「點到原點」,動態看「點到點」;微安與毫安換算一錯,整條鏈都會偏。器件讀數與全部參數均為自編示意,不代表真實器件。

四、自測清單

  • 正向電流是否換算成安培
  • 反向電流是否由微安換算
  • 靜態電阻是否用 U/I 而非 ΔU/ΔI
  • 兩處靜態電阻是否分別列出
  • 正反向比是否用同一單位
  • ΔI 是否為兩電流之差
  • 動態電阻是否說明局部斜率
  • 是否指出靜態與動態不可代換

五、數值回代明細

按題面原始參數逐項重算(構造時另以一條獨立路徑互驗一致):靜態電阻一 = 50;靜態電阻二 = 19.444444;反向電阻 = 2500000;正反向比 = 50000;動態電阻 = 4.166667;電流倍率 = 3。以上數值與本篇解析、答案欄、規律表逐處對應,示意數據在正文另行註明。

六、選題邊界與相鄰板塊

本講只處理非線性元件的靜態與動態電阻;U–I 圖測電源電動勢與內阻、伏阻法分流、四點法引線電阻與傳感器兩點定標屬相鄰板塊,其電路模型不同。

本篇角度與全部已發篇目按累計選題臺賬跨批查重,未複用上批情境,也未把一篇拆成兩篇。

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):單擺擺角修正、表頭並聯分流、二極管伏安特性、圓錐擺測g、牛頓冷卻定律、多用電錶判黑箱相關章節
  • 《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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二極管伏安特性:靜態電阻、動態電阻與正反向比
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