Question

【題目】課外興趣小組在一次拆裝晶體管收音機(jī)的過程中，發(fā)現(xiàn)一只發(fā)光二極管，同學(xué)們決定測繪這只二極管的伏安特性曲線。

(1)由于不能準(zhǔn)確知道二極管的正負(fù)極，同學(xué)們用多用電表的歐姆擋對(duì)其進(jìn)行側(cè)量，當(dāng)紅表筆接A端、黑表筆同時(shí)接B端時(shí)，指針幾乎不偏轉(zhuǎn)，則可以判斷二極管的正極是_______端

(2)選用下列器材設(shè)計(jì)電路并測繪該二極管的伏安特性曲線，要求準(zhǔn)確測出二極管兩端的電壓和電流。有以下器材可供選擇：

A.二極管Rx

B.電源電壓E＝4V(內(nèi)電阻可以忽略)

C.電流表A1(量程0～50mA，內(nèi)阻為r1＝0.5Ω)

D.電流表A2(量程0～0.5A，內(nèi)阻為r2＝1Ω)

E.電壓表V(量程0～15V，內(nèi)阻約2500Ω)

F.滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值20Ω)

C.滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值1000Ω)

H.定值電阻R3＝7Ω

I.開關(guān)、導(dǎo)線若干

實(shí)驗(yàn)過程中滑動(dòng)變限器應(yīng)選___________(填“F”或“G”)，在虛線框中畫出電路圖_______(填寫好儀器符號(hào))

(3)假設(shè)接入電路中電表的讀數(shù)：電流表A1讀數(shù)為I1，電流表A2讀數(shù)為I2，則二極管兩瑞電壓的表達(dá)式為__________(用題中所給的字母表示)。

(4)同學(xué)們用實(shí)驗(yàn)方法測得二極管兩端的電壓U和通過它的電流I的一系列數(shù)據(jù)，并作出I－U曲線如圖乙所示。

(5)若二極管的最佳工作電壓為2.5V，現(xiàn)用5.0V的穩(wěn)壓電源(不計(jì)內(nèi)限)供電，則需要在電路中串聯(lián)一個(gè)電限R才能使其處于最佳工作狀態(tài)，請(qǐng)根據(jù)所畫出的二極管的伏安特性曲線進(jìn)行分析，申聯(lián)的電阻R的阻值為_______________Ω(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

Answer 1

【答案】A F 119

【解析】

(1)[1]當(dāng)紅表筆接端、黑表筆同時(shí)接端時(shí)，指針幾乎不偏轉(zhuǎn)，說明電阻很大，二極管反向截止，根據(jù)歐姆表的工作原理可知，黑表筆應(yīng)與歐姆表內(nèi)部電池的正極相連，由二極管的單向?qū)щ娦钥芍��?/span>端應(yīng)是二極管的正極；

(2)[2]由圖乙可知，實(shí)驗(yàn)中要求電壓從零開始調(diào)節(jié)，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法；所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)選阻值小的，即滑動(dòng)變限器應(yīng)選F；

[3]在測量正向加電壓的伏安特性曲線時(shí)，實(shí)驗(yàn)中最大電壓約為3V，所以電壓表V(量程0～15V，內(nèi)阻約2500Ω)不符合題意，故需要電流表A2(量程0～0.5A，內(nèi)阻為)與定值電阻串聯(lián)改裝成量程為

二極管兩端的電壓在3V以內(nèi)，電流在40mA以內(nèi)，電流表應(yīng)選用電流表A1(量程0～50mA，內(nèi)阻為)；因二極管的正向電阻較小，故采用電流表外接法，同時(shí)二極管正極應(yīng)接電源正極；因?qū)嶒?yàn)中要求電壓從零開始調(diào)節(jié)，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，所以電路圖為

(3)[4]根據(jù)電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可得

解得二極管兩瑞電壓的表達(dá)式為

(5)[5]二極管的最佳工作電壓為2.5V，現(xiàn)用5.0V的穩(wěn)壓電源(不計(jì)內(nèi)限)供電，根據(jù)圖乙可知在電路中電流為21mA，根據(jù)歐姆定律和電路結(jié)構(gòu)可得申聯(lián)的電阻的阻值為