Question

17．發(fā)光二極管（LED）是由鎵（Ga）、砷（As）與磷（P）等的化合物制成的一種能夠發(fā)光的半導(dǎo)體電子元件，通常用在電路及儀器中作為指示燈，或組成文字或數(shù)字顯示，其顯著的特點(diǎn)就是具有單向?qū)щ娦裕�其電路符號如圖甲所示，正常使用時帶“+”號的一端應(yīng)接在電源的正極，帶“-”號的一端應(yīng)接在電源的負(fù)極．某課外活動小組用實驗方法測得某型號發(fā)光二極管兩端的電壓U和通過它的電流I的數(shù)據(jù)如表所示：

實驗序號	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
U/V	0	0.4	0.8	1.2	1.6	2.0	2.4	2.6	2.8	3.0
I/mA	0	0.9	2.3	4.3	6.8	12.0	19.0	24.0	30.0	37.0

（1）如圖乙、丙有兩個可供選擇的電路，應(yīng)選圖丙（填“乙”或“丙”）電路進(jìn)行實驗，實驗中的系統(tǒng)誤差主要是由電壓表分流引起的．
（2）請在坐標(biāo)紙上用描點(diǎn)法畫出該型號發(fā)光二極管的伏安特性曲線．
（3）若該型號發(fā)光二極管的最佳工作電壓為2.5V，現(xiàn)用5V的穩(wěn)壓電源供電，則需要在電路中串聯(lián)一個電阻R才能使其處于最佳工作狀態(tài)，請根據(jù)所畫出的該型號二極管的伏安特性曲線進(jìn)行分析，串聯(lián)的電阻R的阻值為119Ω．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)確定滑動變阻器的接法，然后選擇實驗電路；根據(jù)實驗電路應(yīng)分析實驗誤差．
（2）應(yīng)用描點(diǎn)法作出圖象．
（3）由圖示圖示求出二極管最佳工作電壓對應(yīng)的電流，然后應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律求出串聯(lián)電阻阻值．

解答 解：（1）由表中實驗數(shù)據(jù)可知，電壓與電流從零開始變化，滑動變阻器應(yīng)采用分壓接法，故選擇圖丙所示實驗電路；
由圖丙所示實驗電路圖可知，電流表采用外接法，由于電壓表的分流作用會使所測電流偏大，這是系統(tǒng)誤差的形成原因．
（2）根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對應(yīng)點(diǎn)，然后根據(jù)坐標(biāo)系中描出的點(diǎn)作出圖象如圖所示：

（3）由圖示圖象可知，二極管電壓為2.5V時電流：I=21mA=0.021A，
串聯(lián)電阻阻值：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{E-{U}_{二極管}}{I}$=$\frac{5-2.5}{0.021}$≈119Ω；
故答案為：（1）丙，電壓表分流；（2）圖象如圖所示；（3）119．

點(diǎn)評 本題考查了實驗電路的選擇、實驗數(shù)據(jù)處理，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)確定滑動變阻器采用分壓接法是選擇實驗電路的關(guān)鍵；要掌握應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)的方法．