Question

2010年上海世博會上大量使用了LED發光二極管．小明設計了一個研究LED發光二極管特性的實驗，用電壓表和電流表測LED發光二極管兩端的電壓U_D和通過它的電流I，將得到的數據記錄在下表中：

UD/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	13.0	17.8	24.0	28.2	37.0

請完成下列問題：
（1）小明用筆畫線表示導線，將圖1中實驗器材連接成實驗所需的電路，由于粗心漏畫了一條線，請你將這條線補畫好；
（2）在I-U圖2上畫出LED發光二極管的伏安特性曲線；
（3）已知該LED發光二極管的最佳工作電壓為2.5V，現用電動勢為3V內阻為5Ω的電源供電，需要串聯一個電阻R才能使二極管工作在最佳狀態，則該電阻值為

 

（結果保留兩位有效數字）

Answer 1

分析：（1）由圖可知，本實驗應采用分壓接法，滑動變阻器應先全部接入，再取其中一部分為二極管供電；
（2）由表格中數據選擇合適的標度，采用描點法得出伏安特性曲線；
（3）由圖可知二極管工作在最佳狀態下的電流，由閉合電路歐姆定律可得出電阻值．

解答：解：（1）由電路圖可知，電路采用的是分壓接法，滑動變阻器應全部接入電路，開關應能控制整體個電路，故應將開關左側與滑動變阻器左側相連，如圖所示；
（2）如圖選取電壓及電流標度，采用描點法得出各點位置，用平滑的曲線將各點相連；如圖所示；
（3）由圖可知，當二極管工作在最佳狀態時，圖中虛線所示，流過二極管的電流應為22mA；
則由閉合電路歐姆定律可知：串聯電阻的分壓為：U=E-2.5-Ir=3-2.5-2.2×10^-3×5=0.489V；
則串聯電阻R=

U

I

=

0.489

22×10-3

=22Ω；
故答案為：（1）如圖；（2）如圖；（3）22±2；

點評：由于二極管電阻較小，故測定伏安特性曲線時應采用滑動變阻器的分壓接法．同時注意用好實驗的原理．