Question

【題目】LED二極管的應(yīng)用是非常廣泛的，2014年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)被授予了日本科學(xué)家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科學(xué)家中村修二，以表彰他們發(fā)明了藍(lán)色發(fā)光二極管，并因此帶來了新型節(jié)能光源．某同學(xué)想要描繪某發(fā)光二極管的伏安特性曲線，實(shí)驗(yàn)測(cè)得它兩端的電壓U和通過它的電流I的數(shù)據(jù)如下表所示.

U/V	0.0	0.40	0.80	1.20	1.60	2.00	2.40	2.80
I/mA	0.0	0.9	2.3	4.3	6.8	12.0	19.0	30.0

實(shí)驗(yàn)室提供了以下器材：

A．電壓表（量程0～3V，內(nèi)阻約20 kΩ）

B．電壓表（量程0～15V，內(nèi)阻約100 kΩ）

C．電流表（量程0～50 mA，內(nèi)阻約40 Ω）

D．電流表（量程0～0.6A，內(nèi)阻約2 Ω）

E．滑動(dòng)變阻器（阻值范圍0～20 Ω，允許最大電流2 A）

F．電源（電動(dòng)勢(shì)6 V，內(nèi)阻不計(jì)）

G．開關(guān)，導(dǎo)線若干

（1）該同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)，電壓表選用的是______，電流表選用的是_____（填選項(xiàng)字母）．

（2）當(dāng)電流表示數(shù)為20.0mA時(shí)，電壓表的示數(shù)如圖甲所示，電壓表的讀數(shù)為______V．

（3）請(qǐng)根據(jù)要求，在方框中畫出實(shí)驗(yàn)的原理圖__________（二極管的符號(hào)用 表示）．

（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫出該二極管的IU圖線____________．

（5）若此發(fā)光二極管的最佳工作電流為15mA，現(xiàn)將此發(fā)光二極管與電動(dòng)勢(shì)為3V、內(nèi)阻不計(jì)的電池組相連，還需串聯(lián)一個(gè)阻值R＝______Ω的電阻，才能使它工作在最佳狀態(tài)．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】A C 2.30V（2.3V也得分） 如圖所示：

如圖所示：

R=53Ω（48Ω-58Ω都給分）

【解析】

（1）根據(jù)數(shù)據(jù)表中的最大電壓與最大電流來選擇電壓表與電流表的量程；

（2）根據(jù)選定的電壓表量程進(jìn)行讀數(shù)；

（3）根據(jù)待測(cè)電阻滿足外接法條件可知電流表應(yīng)用外接法，根據(jù)電流表從零調(diào)可知變阻器應(yīng)采用分壓式接法；

（4）用平滑的曲線連線即可，注意舍去誤差較大的點(diǎn)；

（5）根據(jù)閉合電路歐姆定律列出表達(dá)式并求解即可；

（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表可知電壓最大為2.80V，最大電流為30mA，所以電壓表應(yīng)選擇A，電流表應(yīng)選擇C；

（2）由于電壓的量程為，則此時(shí)電壓表的讀數(shù)為；

（3）通過估算二極管的阻值大約為，滿足，所以電流表應(yīng)用外接法，由于電流表從零調(diào)，所以變阻器應(yīng)采用分壓式接法，如圖所示：

（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，該二極管的IU圖線如圖所示：

（5）由I-U圖象可讀出時(shí)對(duì)應(yīng)的電壓為，可求出，
根據(jù)閉合電路歐姆定律應(yīng)有：，代入數(shù)據(jù)解得為：。