Question

【题目】阅读短文，回答问题： 半导体的应用
半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料．半导体是指一种导电性可受 控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料．
发光二极管（LED）是半导体二极管的一种，具有单向导电性．当二极管两端外加正向电压时，如果正向电压很小，正向电流也几乎为零，当正向电压大于某个值以后，二极管 正向导通，电流随电压增大而迅速上升．当二极管两端外加反向电压不超过一定范围时，通过二极管的电流几乎为零，二极管处于截止状态．外加反向电压超过某一数值时，反向电流会突然增大，这种现象称为电击穿．因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高．
（1）如图甲是一种常见的LED手电筒，发光元件由5个发光二极管并联组成，每个发光 二极 管的额定电流为30mA，它的能量是由可反复充电使用的电池提供，且LED灯发光的颜色会随电压的变化而变化，如表格所示．将一个LED与50Ω的定值电阻R串联，已知电源电压为 4.2V 保持不变，闭合开关S，毫安表（为读数更精确的电流 表）的读数为20mA，此时LED灯发出色的光．

两端的电压/V	2	2.4	3.2
LED 灯的颜色	红	黄	蓝

（2）如图乙所示为某发光二极管中的电流随它两端电压变化的曲线．
①图甲可知，当该二极管两端的正向电压为0.2V 时，二极管处于（接通/截止）状态； 当该二极管两端的反向电压为 50V 时，二极管将（会/不会）被击穿
②该发光二极管两端的正向电压为0.5V时的电阻（大于/等于/小于）正向电压为0.7V时的电阻．
（3）某家用插座用一只“2V 100mA”发光二极管（与一定值电阻串联在电路中）作为指示灯．将该插座接在家庭电路中，指示灯正常发光，则在200s内电流通过该发光二极管所做的功J．

Answer 1

【答案】
（1）蓝
（2）截止；会；大于
（3）20
【解析】解：（1）一个LED与50Ω的定值电阻R串联，由I= 可得，定值电阻R两端的电压：UR=IR=20×10﹣3A×50Ω=1V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，LED灯两端的电压：ULED=U﹣UR=4.2V﹣1V=3.2V，由表格数据可知，此时LED灯发出蓝颜色的光；（2）①当二极管两端的正向电压为0.2V时，正向电流为零，二极管处于截止状态；当二极管两端的反向电压为50V时，反向电流会突然增大，二极管将会被击穿②由图甲可知，该发光二极管两端的正向电压为0.5V时，电路中的电流小于正向电压为0.7V时的电流，且I﹣U曲线的倾斜程度变大，由欧姆定律可知，二极管的电阻逐渐减小，所以0.5V时的电阻大于0.7V时的电阻；（3）指示灯正常发光，电流通过发光二极管所做的功：W=UIt=2V×0.1A×100s=20J． 所以答案是：（1）蓝；（2）①截止；会；②大于；（3）20．
【考点精析】关于本题考查的欧姆定律及其应用，需要了解欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）才能得出正确答案．