Question

【题目】LED灯的核心部件是发光二极管。某同学欲测量一只工作电压为2.9V的发光 二极管的正向伏安特性曲线，所用器材有：电压表(量程3V，内阻约3kΩ)，电流表 (用多用电表的直流25mA挡替代，内阻约为5Ω)，滑动变阻器(0-20Ω)，电池组（内 阻不计），电键和导线若干。他设计的电路如图(a)所示。回答下列问题：

(1)根据图(a)，在实物图(b)上完成连线_______；

(2)调节变阻器的滑片至最____端（填“左”或“右”），将多用电表选择开关拔至直流25mA挡，闭合电键；

(3)某次测量中，多用电表示数如图(c)，则通过二极管的电流为_____ mA；

(4)该同学得到的正向伏安特性曲线如图(d)所示。由曲线可知，随着两端电压增加，二极管的正向电阻____（填“增大”、“减小”或“不变”）；当两端电压为2.9V时，正向电阻为_____kΩ（结果取两位有效数字）；

(5)若实验过程中发现，将变阻器滑片从一端移到另一端，二极管亮度几乎不变，电压表示数在2.7V-2.9V之间变化，试简要描述一种可能的电路故障：____。

Answer 1

【答案】连线如图； 左； 15.8-16.2 减小； 0.15-0.16 连接电源负极与变阻器的导线断路。

【解析】

（1）根据多用电表红黑表笔的接法：“红进黑出”可知，黑表笔接二极管，红表笔接滑动变阻器，滑动变阻器采用分压式接法，则连线如图：

（2）为保护电路，开关闭合前需将滑动变阻器的滑片置于最大阻值处，即最左端；

（3）多用电表所选量程为25mA，则电流表读数为（答案在范围内均可）；

（4）图像中，图线斜率表示电阻的倒数，由图可知，随着电压的增加，斜率逐渐增大，则二极管的电阻逐渐减小；当两端电压为2.9V时，电流表示数为19.0mA，则电阻大小为（答案在范围内均可）；

（5）由于二极管的正向电阻约为0.15kΩ，远大于滑动变阻器的最大阻值，因此若实验中，将变阻器滑片从一端移到另一端，二极管亮度几乎不变，电压表示数在2.7V-2.9V之间变化，则有可能是滑动变阻器与二极管串联，导致电路中总电阻较大，总电流较小，所以电压表的示数变化较小，故故障可能是连接电源负极与变阻器的导线断路。