Question

4．二極管是一種半導體元件，電路符號為．某實驗小組要對一只二極管正向接入電路時的伏安特性曲線進行測繪探究．據了解，該二極管允許通過的最大電流為50mA．

（1）該二極管外殼的標識模糊，同學們首先用多用電表的歐姆檔來判斷它的正負極：當紅表筆接二極管的左端、黑表筆接二極管的右端時，發(fā)現(xiàn)指針的偏角比較小，當交換表筆再次測量時，發(fā)現(xiàn)指針有很大偏轉，由此可判斷左　（填“左”或“右”）端為二極管的正極．
（2）用多用電表的電阻“×1K”擋，按正確的操作步驟測此二極管的反向電阻，表盤示數(shù)如圖1所示，則該電阻的阻值約為22kΩ．他還需要換擋重新測量嗎？不需要（選填“需要”或“不需要”）．
（3）實驗探究中他們選器材如下：
A．直流電源（電動勢3V、內阻不計）
B．滑動變阻器（0～20Ω）
C．電壓表（量程15V、內阻約80kΩ）
D．電壓表（量程3V、內阻約50kΩ）
E．電流表（量程0.6A、內阻約1Ω）
F．電流表（量程50mA、內阻約50Ω）
G．待測二極管
H．導線、開關
①為了提高測量精度，電壓表應選用D，電流表應選用F．（填相應的字母代號）
②為了對二極管正向接入電路時的伏安特性曲線進行測繪探究，請在方框中畫出電路圖．

Answer 1

分析 （1）二極管具有單向導電性，當接反向電壓時，二極管的電阻很大，由歐姆表的示數(shù)可知二極管的極性；
（2）用歐姆表測電阻時要選擇合適的擋位，使指針指在中央刻度線附近；歐姆表指針示數(shù)與擋位的乘積是歐姆表示數(shù)．
（3）電源已知，根據電源的電動勢可以選出電壓表，由圖中示數(shù)可以選出電流表；為了得到范圍較大的測量值，本實驗應選擇分壓接法，為了準確應選用電流表外接法．

解答 解：（1）黑表筆與歐姆表內部電池的正極相連，紅表筆與負極相連，當將紅表筆接觸二極管的左端、黑表筆接觸二極管的右端時，發(fā)現(xiàn)指針的偏角比很小，說明二極管電阻很大，即與黑表筆相接的是二極管的負極，換表筆再次測量時，發(fā)現(xiàn)指針的偏角很大，說明二極管正向導通，即與黑表筆相連的應是正極，由此判定二極管的左端是正極；
（2）由圖示表盤可知，歐姆表示數(shù)為：22×1k=22kΩ，由圖示表盤可知，指針指在中央刻度線附近，不需要重新?lián)Q擋測量；
（3）①由題意可知，采用的電源電壓為3V，故為了安全和準確，電壓表應選取D，3V的量程；該二極管允許通過的最大電流為50mA，故電流表應選F；
②由題意可知，本實驗要求作出伏安特性曲線，故要求多測數(shù)據，故應采用分壓接法；同時，因二極管電阻較小，故應采用電流表外接法；其實驗的原理圖如圖所示，
故答案為：（1）左；（2）22k，不需要；（3）①D、F；②如圖所示；

點評 本題考查了歐姆表的原理及伏安特性曲線，綜合性較強，要求學生能全面掌握實驗知識；注意歐姆表的原理及分壓接法等基本原理，知道測量伏安特性曲線時要采用分壓接法．