Question

發(fā)光晶體二極管是用電器上作指示燈用的一種電子元件。它的電路符號(hào)如圖甲所示，正常使用時(shí)，帶“+”號(hào)的一端接高電勢(shì)，“-”的一端接低電勢(shì)。某同學(xué)用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得它兩端的電壓U和通過(guò)它的電流I的關(guān)系數(shù)據(jù)如下表所示。

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）在圖乙中的虛線框內(nèi)畫(huà)出該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)電路圖。（實(shí)驗(yàn)用儀器：電壓表：內(nèi)阻R_V約為10 kΩ，電流表mA：內(nèi)阻R_mA約為100 Ω，直流電源，滑動(dòng)變阻器，開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線若干）

（2）在圖丙中的小方格紙上用描點(diǎn)法畫(huà)出二極管的伏安特性曲線。

（3）若發(fā)光二極管的最佳工作電壓為2.5 V，而電源是由內(nèi)阻不計(jì)、電動(dòng)勢(shì)為3 V的供電系統(tǒng)提供的,請(qǐng)根據(jù)所畫(huà)出的伏安特性曲線上的信息，分析應(yīng)該串聯(lián)一個(gè)阻值為_(kāi)_______ Ω的電阻再與電源接成閉合電路，才能使二極管工作在最佳狀態(tài)。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

（1）如左下圖

（2）如右下圖

         

（3）25 Ω（22 Ω—28 Ω都對(duì)）

解析：（1）發(fā)光晶體二極管兩端的電壓從零開(kāi)始且變化范圍大，所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式，由R₀=≈1 000 Ω，而發(fā)光晶體二極管的最大電阻約為450 Ω，所以應(yīng)采用電流表的外接法。電路圖如圖所示。

（2）由表格中的電壓和電流的對(duì)應(yīng)數(shù)值在圖象中描繪出點(diǎn)，再用平滑的曲線連接起來(lái)，如上圖所示。

（3）由伏安特性曲線知，當(dāng)二極管的電壓為2.5 V時(shí)，電流為21 mA，由電路的串并聯(lián)，

R= Ω≈24 Ω。