Question

12．有一个二极管（）标有“5V，0.005A”的字样．现要尽量精确描绘这个二极管完整的伏安特性图线．有下列器材供选用：
A．电压表V₁（0～5V，内阻为1kΩ）
B．电压表V₂（0～10V，内阻约为2kΩ）
C．电流表A₁ （0～0.5A，内阻为1Ω）
D．电流表A₂（0～1.0A，内阻约为0.4Ω）
E．滑动变阻器R₁（10Ω，2A）
F．定值电阻R₂=19Ω
G．学生电源（直流12V），还有电键、导线若干
（1）滑动变阻器应采用分压式（填：分压式或限流式）
（2）实验中所用电压表应选用A，电流表应选用C（填：A或B、C或D）．
（3）请设计本实验的电路，并在如图方框内画出电路图．

Answer 1

分析 本题（1）根据描绘伏安特性曲线实验要求电流从零调可知变阻器应采用分压式接法；题（2）根据二极管的额定电压来选择电压表量程，由于二极管的额定电流远小于给出的电流表量程，可考虑将二极管与定值电阻并联后再与电流表串联；题（3）由于二极管与定值电阻并联后电阻远小于电压表内阻，电流表应用外接法．

解答 解：（1）描绘伏安特性曲线实验要求电流从零调，所以变阻器应采用分压式接法；（2）根据二极管铭牌“5V，0.005A”可知电压表应选择A；
由于给出的电流表量程远大于二极管的额定电流，所以不能直接将电流表与二极管串联使用，此时二极管和电压表两端总电压为U=5+5=10V；

由于电压表的满偏电流为${I}_{V}^{\;}$=$\frac{U}{{R}_{V}^{\;}}$=$\frac{5}{1000}A=0.005A$与二极管的额定电流相等，所以应将二极管与电压表串联使用；
由于电流表${A}_{1}^{\;}$与定值电阻${R}_{2}^{\;}$串联后的总电压为${U}_{\;}^{′}$=${I}_{A}^{\;}•{（R}_{A}^{\;}{+R}_{2}^{\;}）$=0.5×（1+19）V=10V，所以电流表应选择C；
（3）根据上面的分析可知，变阻器应采用分压式接法；二极管与电压表串联，定值电阻${R}_{2}^{\;}$与电流表串联，再将它们并联，如图所示：

故答案为：（1）分压式；（2）A，C；（3）如图

点评 应明确：①应根据待测电阻的额定电压与额定电流大小来选择电压表与电流表的量程，当电表的量程过大或过小时，应根据欧姆定律进行改装；②当实验要求电流从零调时，变阻器应采用分压式接法；③当待测电阻远小于电压表内阻时，电流表应用外接法，一般通过比较$\frac{{R}_{V}^{\;}}{{R}_{x}^{\;}}$与$\frac{{R}_{x}^{\;}}{{R}_{A}^{\;}}$的大小来选择．