Question

2010年上海世博会上大量使用了LED发光二极管．小明设计了一个研究LED发光二极管特性的实验，用电压表和电流表测LED发光二极管两端的电压U_D和通过它的电流I，将得到的数据记录在下表中：

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

请完成下列问题：
（1）小明用笔画线表示导线，将图1中实验器材连接成实验所需的电路，由于粗心漏画了一条线，请你将这条线补画好；
（2）在I-U图2上画出LED发光二极管的伏安特性曲线；
（3）已知该LED发光二极管的最佳工作电压为2.5V，现用电动势为3V内阻为5Ω的电源供电，需要串联一个电阻R才能使二极管工作在最佳状态，则该电阻值为

 

（结果保留两位有效数字）

Answer 1

分析：（1）由图可知，本实验应采用分压接法，滑动变阻器应先全部接入，再取其中一部分为二极管供电；
（2）由表格中数据选择合适的标度，采用描点法得出伏安特性曲线；
（3）由图可知二极管工作在最佳状态下的电流，由闭合电路欧姆定律可得出电阻值．

解答：解：（1）由电路图可知，电路采用的是分压接法，滑动变阻器应全部接入电路，开关应能控制整体个电路，故应将开关左侧与滑动变阻器左侧相连，如图所示；
（2）如图选取电压及电流标度，采用描点法得出各点位置，用平滑的曲线将各点相连；如图所示；
（3）由图可知，当二极管工作在最佳状态时，图中虚线所示，流过二极管的电流应为22mA；
则由闭合电路欧姆定律可知：串联电阻的分压为：U=E-2.5-Ir=3-2.5-2.2×10^-3×5=0.489V；
则串联电阻R=

U

I

=

0.489

22×10-3

=22Ω；
故答案为：（1）如图；（2）如图；（3）22±2；

点评：由于二极管电阻较小，故测定伏安特性曲线时应采用滑动变阻器的分压接法．同时注意用好实验的原理．