Question

14．LED發(fā)光二極管具有體積小、亮度高、能耗低、壽命長等諸多優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于電腦、手機(jī)等電子產(chǎn)品中．有一種LED手燈所用發(fā)光二極管，它在正常工作時(shí)，正向電壓約2.8V，電流在10mA左右．現(xiàn)取這樣一只發(fā)光二極管，要通過測(cè)量描繪出它的伏安特性曲線（電壓從0到2.8V），提供有下列實(shí)驗(yàn)器材：
電源E（電動(dòng)勢(shì)為4V，內(nèi)阻約為2Ω）；
滑動(dòng)變阻器R₀（阻值0～2Ω）；
電流表A₁（量程15mA，內(nèi)阻約為5Ω）；
電流表A₂（量程0.6A，內(nèi)阻約為1Ω）；
電壓表V₁ （量程3V，內(nèi)阻約為1kΩ）；
電壓表V₂（量程15V，內(nèi)阻約為5kΩ）；
開關(guān)及導(dǎo)線若干．
（1）則電流表應(yīng)選A₁，電壓表應(yīng)選V₁
（2）請(qǐng)?jiān)趫D1虛框中畫出電路圖．
（3）若該同學(xué)已正確選用器材，并連接好部分實(shí)驗(yàn)電路．如圖2所示，請(qǐng)?jiān)趫D中完成其余的電路連接．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)LED正常工作時(shí)的正向電壓選擇電壓表，根據(jù)LED正常工作時(shí)的電流大小選擇電流表．
（2）要描繪LED的伏安特性曲線，電壓表與電流表應(yīng)從零開始變化，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，根據(jù)待測(cè)LED電阻與電表內(nèi)阻間的關(guān)系確定電流表采用內(nèi)接法還是外接法，然后作出實(shí)驗(yàn)電路圖；
（3）根據(jù)原理圖可得出對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖．

解答 解：（1）LED正常工作時(shí)，正向電壓約2.8V，因此電壓表可選電壓表V₁ （量程3V，內(nèi)阻約為1KΩ），LED正常工作時(shí)電流在10mA左右，使用電流表A₂（量程0.6A，內(nèi)阻約為5Ω）讀數(shù)誤差較大，電流表應(yīng)選電流表A₁（量程15mA，內(nèi)阻約為10Ω）；
（2）描繪LED的伏安特性曲線，電壓表與電流表示數(shù)應(yīng)從零開始變化，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法；LED正常工作時(shí)電阻約為：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.8}{10×1{0}^{-3}}$=280Ω，
$\frac{R}{{R}_{A}}$=$\frac{280}{10}$=28，$\frac{{R}_{V}}{R}$=$\frac{1000}{280}$≈3.6，
$\frac{R}{{R}_{A}}$＞$\frac{{R}_{V}}{R}$，
電流表采用內(nèi)接法，故電路圖如圖所示，
（3）根據(jù)原理圖可得出對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖如圖所示；
故答案為：（1）A₁；V₁；（2）實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示．（3）實(shí)物圖如圖所示．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了選擇實(shí)驗(yàn)器材、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，確定滑動(dòng)變阻器接法與電流表接法是正確設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路的關(guān)鍵，同時(shí)注意明確二極管的單向?qū)щ娦裕?/p>