Question

一種半導(dǎo)體材料電學(xué)元件，電路符號(hào)為“”，其特點(diǎn)導(dǎo)電性能隨電壓而變化．某實(shí)驗(yàn)興趣小組對(duì)一只元件的伏安特性曲線進(jìn)行測(cè)繪探究．
①同學(xué)們?yōu)榱嗣枥L該半導(dǎo)體材料元件的伏安特性曲線，測(cè)量數(shù)據(jù)如下表，請(qǐng)?jiān)趫D1坐標(biāo)紙上畫出該半導(dǎo)體材料元件的伏安特性曲線．

次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
電流I/mA	0	0	0.2	1.8	3.9	8.6	14.0	21.8	33.5	50.0
電壓U/V	0	0.50	0.75	1.00	1.25	1.50	1.75	2.00	2.25	2.50

他們選擇以下部分器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
A．直流電源（電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻很�。�；
B．滑動(dòng)變阻器（0～20Ω）；            
C．滑動(dòng)變阻器（0～2kΩ）；
D．電壓表（量程3V、內(nèi)阻約30KΩ）；
E．電流表（量程0.6A、內(nèi)阻約0.1Ω）；  
F．電流表（量程50mA、內(nèi)阻約1.3Ω）；
G．待測(cè)元件；H．單刀雙擲開關(guān)一個(gè)，單刀單擲開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干等．
②為了提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度，電流表應(yīng)選用

F

．滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用

B

．（填序號(hào)字母）
③將圖2中實(shí)驗(yàn)電路圖補(bǔ)充完整；
④實(shí)驗(yàn)時(shí)電壓從零開始調(diào)節(jié)，開關(guān)S₁閉合之前，開關(guān)S₂應(yīng)該置于

b

端（填a或b）；當(dāng)開始做第

6

組數(shù)據(jù)的時(shí)候，將開關(guān)S₂置于另外一端
⑤把此元件和電阻為99歐姆的標(biāo)準(zhǔn)電阻串聯(lián)接在電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻為1Ω的電源兩端，此時(shí)電源的輸出功率為

5.1×10^-2W

．

Answer 1

分析：①根據(jù)電壓和電流描點(diǎn)作圖，用平滑曲線連接．
②精確、安全的角度選擇合適的器材．
③根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，畫出電路圖．
④研究伏安特性曲線時(shí)電壓、電流從零開始測(cè)起，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，通過二極管的電阻大小確定電流表的內(nèi)外接．
⑤由圖象找出電源的U-I圖象與此元件U-I圖象交點(diǎn)的坐標(biāo)值，該坐標(biāo)值就是該電源與該元件組成閉合電路時(shí)的電路電流與到元件兩端的電源，由P=UI可以求出電源的輸出功率．

解答：解：①該元件的伏安特性曲線用平滑曲線連接，如圖所示．

②由表格數(shù)據(jù)可知，最大電流為50mA，故電流表應(yīng)選用F；滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選B．
③將圖2中實(shí)驗(yàn)電路圖補(bǔ)充完整如圖所示．
④實(shí)驗(yàn)時(shí)電壓從零開始調(diào)節(jié)，開關(guān)S₁閉合之前，開關(guān)S₂應(yīng)該置于b端，當(dāng)開始做第6組數(shù)據(jù)的時(shí)候，將開關(guān)S₂置于另外一端．
⑤將標(biāo)準(zhǔn)電阻等效到電源的內(nèi)部．作出電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻為100Ω電源的外電壓和電流關(guān)系圖線，如圖，交點(diǎn)的縱坐標(biāo)I=0.0175A，此時(shí)外電壓U=E-Ir=3-0.0175×1V≈2.925V，則電源的輸出功率：
P=UI=2.925×0.0175W=5.1×10^-2W．
故答案為：
①半導(dǎo)體材料元件的伏安特性曲線見上．
②F，B
③補(bǔ)充完整的圖見上．
④b，6
⑤5.1×10^-2W

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握器材選取的原則，以及知道滑動(dòng)變阻器分壓式和限流式接法的區(qū)別，電流表內(nèi)外接的區(qū)別．