37.電學創(chuàng)新實驗1.[2021·山西太原市3月模擬(一)]用一張鋅片和一張銅片，中間夾一張浸過鹽水的紙，并從鋅片和銅片各引出一個電極，這樣就組成了一個電池。將兩個相同的電池串聯(lián)起來為紅色的LED供電時，LED會發(fā)光。為研究該電池組的特性，某同學進行了以下實驗：(計算結果保留3位有效數(shù)字)圖1(1)將電池組按圖1(a)所示接入電路，圖中電流表的量程為10mA，內阻為100Ω；(2)閉合開關，調節(jié)電阻箱的值，發(fā)現(xiàn)當R＝100Ω時，電流表的示數(shù)I如圖(b)所示，則I＝________mA；(3)反復調節(jié)電阻箱的值，讀出多組電流表的示數(shù)I(算出eq\f(1,I)的值)和對應電阻箱的阻值R并描在圖2中。將(2)中的數(shù)據(jù)描在圖2中，連同已描出的點繪出eq\f(1,I)－R圖線；圖2圖3(4)由圖2可知，該電池組的電動勢為________V，內電阻為________Ω；(5)已知紅色LED的伏安特性如圖3所示，當用該電池組直接為此LED供電時，LED的功率為________W。答案(2)5.96(3)見解析(4)1.4747.0(5)6.20解析(2)由圖(b)中電流表的指針停留位置，可知I＝5.96mA。(3)eq\f(1,I)－R圖像如下圖所示(4)根據(jù)公式E＝I(r＋RA＋R電阻箱)代入題圖中的兩組I和R的值，可得E＝1.47V，r＝47.0Ω。(5)在下圖中，繪制電源的伏安特性曲線，如圖所示，根據(jù)LED的伏安特性曲線，以及兩組電池為LED供電，可得LED的功率P＝UI，代入伏安特性曲線與電源伏安特性曲線的交點的數(shù)據(jù)得P＝6.20W。2.(2021·1月遼寧普通高校招生適應性測試，12)某同學為定性探究光敏電阻阻值隨光照強度變化的關系，設計了如圖4所示的電路。所用器材有：置于暗箱(圖中虛線區(qū)域)中的光敏電阻RG，小燈泡和刻度尺，阻值為R的定值電阻，理想電壓表，電動勢為E、內阻為r的電源，開關S，導線若干。圖4圖5圖6實驗時，先按圖4連接好電路，然后改變暗箱中光源到光敏電阻的距離d，記錄電壓表的示數(shù)U，獲得多組數(shù)據(jù)如下表。d/cm8.5010.0012.0013.5015.0017.0018.5020.0022.0023.5025.00U/mV271.0220.0180.0156.7144.9114.094.889.578.672.565.0回答下列問題：(1)光敏電阻阻值RG與電壓表示數(shù)U的關系式為RG＝________(用E、r、R、U表示)；(2)在圖5的坐標紙上補齊數(shù)據(jù)表中所給的第二組數(shù)據(jù)點，并作出U－d的非線性曲線；(3)依據(jù)實驗結果可推斷：光敏電阻的阻值隨著光照強度的減小而________(填“增大”或“減小”)；(4)該同學注意到智能手機有自動調節(jié)屏幕亮度的功能，光照強度大時屏幕變亮，反之變暗。他設想利用光敏電阻的特性，實現(xiàn)“有光照射光敏電阻時，小燈泡變亮；反之變暗”的功能，設計了如圖6所示電路，則電路中________(填“R1”或“R2”)為光敏電阻，另一個為定值電阻。答案(1)eq\f(E,U)R－R－r(2)見解析圖(3)增大(4)R2解析(1)由閉合電路歐姆定律得E＝eq\f(U,R)(r＋R＋RG)，得RG＝eq\f(E,U)R－R－r。(2)作出第二組數(shù)據(jù)點，用平滑的曲線連起來。(3)由題知，當d增大，光照強度減小，U減小，由RG＝eq\f(E,U)R－R－r可得RG增大。(4)若R1為光敏電阻，因為光照強度變大，R1電阻減小，由“串反并同”可知燈泡變暗；若R2為光敏電阻，光照強度變大，R2電阻減小，通過燈泡的電流增大，燈泡變亮，故R2為光敏電阻。3.(2021·遼寧省高考模擬)氣敏電阻在安全領域有著廣泛的應用。有一個對甲醛氣體非常敏感的氣敏電阻Rq，正常情況下阻值為幾百歐，當甲醛濃度升高時，其阻值可以增大到幾千歐。為了研究其阻值隨甲醛濃度變化的規(guī)律，供選用的器材如下。A.電源E0(電動勢6V，內阻不計)B.滑動變阻器RC.導線若干及開關SD.電壓表V(量程3V，內阻1kΩ)E.毫安表mA(量程50mA，內阻100.0Ω)圖7(1)探究小組設計了如圖7所示實驗電路，其中毫安表用來測定________，量程為________；(2)將氣敏電阻置于密封小盒內，通過注入甲醛改變盒內甲醛濃度，記錄不同甲醛濃度下電表示數(shù)，計算出氣敏電阻對應阻值，得到如圖8所示阻值隨甲醛濃度變化的圖像。當氣敏電阻阻值為Rq＝2.3kΩ時盒內甲醛濃度為________；圖8(3)已知國家室內甲醛濃度標準是η≤0.1mg/m3。探究小組利用該氣敏電阻設計了如圖9所示的簡單測試電路，用來測定室內甲醛是否超標，電源電動勢為E＝5.0V(內阻不計)，電路中D1、D2分別為紅、綠發(fā)光二極管，紅色發(fā)光二極管D1的啟動(導通)電壓為2.0V，即發(fā)光二極管兩端電壓U01≥2.0V時點亮，綠色發(fā)光二極管D2的啟動電壓為3.0V，發(fā)光二極管啟動時對電路電阻的影響不計。實驗要求當室內甲醛濃度正常時綠燈亮，超標時紅燈亮，則兩電阻R1、R2中為定值電阻的是________，其阻值為________kΩ。圖9答案(1)電壓5V(2)6×10－8kg/m3(3)R23.9解析(1)毫安表與氣敏電阻并聯(lián)，因此用來測定電壓；其量程為U0＝IgRg＝0.05×100V＝5V。(2)由圖8可讀出，當氣敏電阻Rq＝2.3kΩ時，甲醛濃度為6×10－8kg/m3。(3)R1、R2串聯(lián)分壓，當氣敏電阻的阻值Rq增大時D1兩端電壓應