Question

发光二极管在生产和生活中得到了广泛应用.发光二极管的符号为“”,正常使用时,带“+”号的一端接高电势,带“-”号的一端接低电势.某同学想描绘它的伏安特性曲线,实验测得它两端的电压U和通过它的电流I的数据如下表所示.

U/V	0	0.40	0.80	1.20	1.60	2.00	2.40	2.80
I/mA	0	0.9	2.3	4.3	6.8	12.0	19.0	30.0

实验室提供的器材如下:

A.电压表(量程0～3 V,内阻约20 kΩ)

B.电压表(量程0～15 V,内阻约100 kΩ)

C.电流表(量程0～50 mA,内阻约40 Ω)

D.电流表(量程0～0.6 A,内阻约2 Ω)

E.滑动变阻器(阻值范围0～20 Ω,允许最大电流2 A)

F.电源(电动势6 V,内阻不计)

G.开关,导线

(1)该同学做实验时,电压表选用的是　　　　,电流表选用的是　　　　(填选项字母). 

(2)请在图(甲)所示的框内画出测量时使用的电路图.

(3)根据表中数据,在图(乙)所示的坐标纸中画出该发光二极管的IU图线.

(4)若此发光二极管的最佳工作电流为20 mA,现将此发光二极管与电动势为3 V、内阻不计的电池组相连,还需串联一个阻值R=　　　　Ω的电阻,才能使它工作在最佳状态. 

Answer 1

解析:(1)由表格中数据可知,电压表选用的是A,电流表选用的是C.

(2)发光二极管的电压从0开始变化,所以滑动变阻器按分压式连接;发光二极管的电阻大约在90 Ω～500 Ω之间变化,所以采用电流表外接法,画出实验电路原理图如图(1)所示.

(3)作出发光二极管的IU图像如图(2)所示.

(4)发光二极管的最佳工作电流为20 mA,由该发光二极管的IU图像可知对应电压2.45 V,串联电阻分压U=3 V-2.45 V=0.55 V,需串联一个阻值R=U/I=27.5 Ω的电阻.

答案:(1)A　C　(2)(3)见解析图(1)(2)　(4)27.5(20～30都对)

点评 描绘小灯泡伏安特性曲线的方法技巧

(1)根据实验作出的IU曲线或已画出的IU曲线或给出的数据看出电流、电压从零开始取值,故用滑动变阻器分压式接法.

(2)本实验电流表内阻对测量结果影响较大,故测量电路需用电流表外接法.

(3)连线时,曲线要平滑,不能画成折线,利用曲线求电阻时要用R=而不是用斜率.