Question

探究發(fā)光二極管的導(dǎo)電特性
資料：圖a是一種重要的電子元件：晶體二極管，在電路中符號(hào)如圖b．它是由半導(dǎo)體材料制成的，有兩根引線，一根為正極，另一根為負(fù)極．有一種常見的二極管在導(dǎo)電時(shí)能發(fā)光，這種二極管叫做發(fā)光二極管（如圖c），其電路符號(hào)如圖d．
二極管的導(dǎo)電性能很特殊，它只允許電流從它的正極流向負(fù)極，不允許從負(fù)極流向正極．這很像自行車氣流從打氣筒流向車胎．
小麗和小明認(rèn)真閱讀完資料后，激起他們探究的欲望，決定合作實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證二極管的這一特殊導(dǎo)電性．

小麗設(shè)計(jì)出如圖1所示的電路．正準(zhǔn)備連接電路時(shí)，小明提醒她這樣的電路有問題，二極管可能會(huì)被燒壞，于是他們?cè)陔娐分写�上一滑�?dòng)變阻器．
（1）閉合開關(guān)前，滑片應(yīng)位于______（選填“a”或“b”）端．

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：
①當(dāng)電源反接時(shí)（如圖2），無論怎么移動(dòng)滑片，電流表都______示數(shù)（選填“有”或“無”）．
②當(dāng)電源正接時(shí)（如圖3），剛閉合開關(guān)，觀察發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，二極管也不發(fā)光．
他們疑惑了，是不是電路中有斷路情況發(fā)生？于是他們找來一電壓表，當(dāng)接c、d兩根引線時(shí)，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，示數(shù)為1.4V，電路無斷路情況，此時(shí)他們更加疑惑了．
后來，小明無意中移動(dòng)了滑片，眼尖的小麗發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)變大，電流表也有示數(shù)．對(duì)于這個(gè)現(xiàn)象他們很興奮，猜想當(dāng)電源正接時(shí)二極管導(dǎo)電性能是不是與它兩端的電壓大小有關(guān)呢？他們認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)，并將記錄的部分?jǐn)?shù)據(jù)填入下表．

電壓/V	1.4	1.5	1.7	1.9	2.0	2.1	2.2	2.3	2.4	2.5
電流/mA			2.0	4.0	12.0	22.0	32.0	42.0	52.0	60.0

（2）分析①和②現(xiàn)象，可知晶體二極管具有______（填“單”或“雙”）向?qū)щ姷奶匦裕?br />（3）根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用描點(diǎn)法，在所給的坐標(biāo)紙上作出這個(gè)二極管的U-I圖線；
（4）兩人發(fā)現(xiàn)當(dāng)二極管兩端的正向電壓達(dá)到1.9V后正常工作，則從表格中收集到的數(shù)據(jù)以及U-I圖線可以看出這種二極管正常工作前后的導(dǎo)電情況有何區(qū)別？______；

（5）若電源電壓為6V，當(dāng)電流表示數(shù)為12.0mA時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為______Ω．
（6）使用發(fā)出兩種色光的二極管，分別指示電動(dòng)機(jī)正反兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)方向，可以幫助操作人員及時(shí)發(fā)覺電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向是否符合需要．為此小麗和小明設(shè)計(jì)出符合需要的模擬電路．
[實(shí)驗(yàn)步驟]（1）接通開關(guān)，二極管甲導(dǎo)通，發(fā)紅光，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)．
（2）調(diào)換電池組正、負(fù)極，接通開關(guān)，二極管乙導(dǎo)通，發(fā)綠光，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)．
根據(jù)小麗和小明的設(shè)計(jì)思路，請(qǐng)你將二極管甲填入虛線框內(nèi)．

Answer 1

【答案】分析：（1）由滑動(dòng)變阻器的接法及電路的要求可知滑片的位置；
（2）由現(xiàn)象可知正接時(shí)二極管導(dǎo)電，反接時(shí)相當(dāng)于斷路；
（3）利用描點(diǎn)法找出圖中對(duì)應(yīng)的點(diǎn)再將這些點(diǎn)連接起來；
（4）分析U-I圖斜率可得出導(dǎo)電后二極管對(duì)電流的阻礙作用的變化；
（5）由二極管的導(dǎo)電特點(diǎn)可知應(yīng)讓二極管甲的接法與二極管乙的接法相反．
解答：解：（1）為保護(hù)二極管應(yīng)讓開始時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電阻最大，故應(yīng)將滑片滑到b端；
當(dāng)將電源反接時(shí)，二極管通反向電流，此時(shí)二極管相當(dāng)于斷路，故電路沒有電流；
故答案為：b．
（2）由以上實(shí)驗(yàn)可知，二極管接正向電流時(shí)，電路導(dǎo)通，而接反向電流時(shí)，電路中沒有電流，故二極管具有單向?qū)щ娦裕?br />故答案為：無．
（3）將表格中數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)描在坐標(biāo)系中，再用線將點(diǎn)連起來，如圖所示；

（4）由圖可知，當(dāng)正常工作后，二極管的電阻減小，即正常工作后導(dǎo)電性能好；
正常工作前導(dǎo)電性能差（或電阻大），正常工作后導(dǎo)電性能好（或電阻�。�；
故答案為：正常工作后電阻減�。�
（5）當(dāng)電流表示數(shù)為12.0mA時(shí)，由表格中數(shù)據(jù)可知：發(fā)光二極管兩端電壓：2V
滑動(dòng)變阻器兩端電壓：U_滑=6V-2V=4V
滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值：R_滑=；
故答案為：0.33×10³．
（6）由題意可知，甲二極管與乙二極管應(yīng)接法相反即能保證，當(dāng)甲導(dǎo)通時(shí)，乙是斷開的，答案如圖所示：
點(diǎn)評(píng)：本題內(nèi)容較多，綜合了二極管的探究、電路知識(shí)及圖象等，遇到此類題目一定要細(xì)心審題，將題目巧妙地分割即可順利求解．