Question

3．二極管是一種半導(dǎo)體元件，電路符號(hào)為“”，其特點(diǎn)是具有單向?qū)щ娦�，即電流從正極流入時(shí)電阻比較小，而從負(fù)極流入時(shí)電阻比較大．
①某實(shí)驗(yàn)興趣小組對(duì)某種晶體二極管的伏安特性曲線進(jìn)行測(cè)繪．因二極管外殼所印的標(biāo)識(shí)模糊，為判斷正負(fù)極，用多用電表電阻擋測(cè)二極管的正反向電阻．將選擇開(kāi)關(guān)旋至合適倍率，調(diào)整歐姆零點(diǎn)后，將黑表筆接觸二極管的左端、紅表筆接觸右端時(shí)，指針偏角比較��；再將紅、黑表筆位置對(duì)調(diào)時(shí)，指針偏角比較大，由此判斷右端為二極管的正極．（選填“左”、“右”）
②廠家提供的伏安特性曲線如圖1．該小組只對(duì)加正向電壓時(shí)的伏安特性曲線進(jìn)行了測(cè)繪，以驗(yàn)證與廠家提供的數(shù)據(jù)是否一致，可選用的器材有：
A．直流電源，電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻忽略不計(jì)；     B．0～20Ω的滑動(dòng)變阻器一只；
C．量程5V、內(nèi)阻約50kΩ的電壓表一只；      D．量程3V、內(nèi)阻約20kΩ的電壓表一只；
E．量程0.6A、內(nèi)阻約0.5Ω的電流表一只；    F．量程50mA、內(nèi)阻約5Ω的電流表一只；
G．待測(cè)二極管一只；     H．導(dǎo)線、電鍵等．
為了提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度，電壓表應(yīng)選用D，電流表應(yīng)選用F．（填序號(hào)字母）
③為了達(dá)到測(cè)量目的，請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上圖2的虛線框內(nèi)畫(huà)出正確的實(shí)驗(yàn)電路原理圖．
④為了保護(hù)二極管，正向電流不要超過(guò)25mA，請(qǐng)你對(duì)本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)或操作提出一條合理的建議：為了防止超過(guò)最大電流，可以在電路中串接保護(hù)電阻；同時(shí)也可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法，即慢慢調(diào)節(jié)滑動(dòng)觸片，注視電流表，使電流表示數(shù)不得超過(guò)25mA⑤該小組通過(guò)實(shí)驗(yàn)采集數(shù)據(jù)后描繪出了二極管的伏安特性曲線，通過(guò)對(duì)比，與廠家提供的曲線基本吻合．如果將該二極管與一阻值R=50Ω的電阻串聯(lián)，再接至電動(dòng)勢(shì)E=1.5V、內(nèi)阻不計(jì)的電源上，二極管處于正向?qū)�通狀態(tài)．請(qǐng)你寫(xiě)出根據(jù)題中給出的伏安曲線求通過(guò)二極管電流的步驟：（不要求求出結(jié)果）．設(shè)二極兩端電壓為U，通過(guò)的電流為I，由閉合電路歐姆定律得方程U=1.5-50I；在二極管伏安特性曲線中作出該方程的圖象，該直線與二極管伏安曲線相交，讀出該交點(diǎn)的縱坐標(biāo)即為I

Answer 1

分析 ①二極管具有單向?qū)щ娦�，�?dāng)接反向電壓時(shí)，二極管的電阻很大，由歐姆表的示數(shù)可知二極管的極性；
②電源已知，根據(jù)電源的電動(dòng)勢(shì)可以選出電壓表，由圖中示數(shù)可以選出電流表；
③為了得到范圍較大的測(cè)量值，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選擇分壓接法，為了準(zhǔn)確應(yīng)選用電流表外接法；
④要控制電路關(guān)鍵在于控制二極管兩端的電壓，故可以通過(guò)加入保護(hù)電阻分壓，或在調(diào)節(jié)時(shí)讓滑動(dòng)變阻器分壓慢慢變大，進(jìn)行控制；
⑤在同一坐標(biāo)系內(nèi)作出電源的I-U圖象，兩圖象的交點(diǎn)的坐標(biāo)值是用該電源給二極管供電時(shí)，二極管兩端電壓與通過(guò)二極管的電流．

解答 解：①歐姆表內(nèi)部有電源，電源正極接在負(fù)接線柱上，當(dāng)紅表筆接觸右端時(shí)，說(shuō)明紅表筆接入電源的負(fù)極；此時(shí)指針偏角較小，說(shuō)明電阻較大，故說(shuō)明接入了反向電壓，故二極管右端應(yīng)為正極；
②由題意可知，采用的電源電壓為3V，故為了安全和準(zhǔn)確，電壓表應(yīng)選取D，3V的量程；由圖可知，最大電流約為30mA，故電流表應(yīng)選F；故選D，F(xiàn)；
③由題意可知，本實(shí)驗(yàn)要求作出伏安特性曲線，故要求多測(cè)數(shù)據(jù)，故應(yīng)采用分壓接法；同時(shí)，因二極管電阻較小，故應(yīng)采用電流表外接法；
答案如圖所示；

④為了防止超過(guò)最大電流，可以在電路中串接保護(hù)電阻；同時(shí)也可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法，即慢慢調(diào)節(jié)滑動(dòng)觸片，注視電流表，使電流表示數(shù)不得超過(guò)25mA；
⑤設(shè)二極兩端電壓為U，通過(guò)的電流為I，由閉合電路歐姆定律得方程U=1.5-50I；
在二極管伏安特性曲線中作出該方程的圖象，該直線與二極管伏安曲線相交，讀出該交點(diǎn)的縱坐標(biāo)即為I；
故答案為：①右；②D、F；③圖象如圖所示； 減�。虎転榱朔乐钩�過(guò)最大電流，可以在電路中串接保護(hù)電阻；同時(shí)也可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法，即慢慢調(diào)節(jié)滑動(dòng)觸片，注視電流表，使電流表示數(shù)不得超過(guò)25mA；⑤設(shè)二極兩端電壓為U，通過(guò)的電流為I，由閉合電路歐姆定律得方程U=1.5-50I；在二極管伏安特性曲線中作出該方程的圖象，該直線與二極管伏安曲線相交，讀出該交點(diǎn)的縱坐標(biāo)即為I．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了歐姆表的原理及伏安特性曲線，綜合性較強(qiáng)，要求學(xué)生能全面掌握實(shí)驗(yàn)知識(shí)；注意歐姆表的原理及分壓接法等基本原理．