Question

發(fā)光晶體二極管是用電器上作指示燈用的一種電子元件。它的電路符號如圖甲所示，正常使用時，帶“+”號的一端接高電勢，“-”的一端接低電勢。某同學(xué)用實(shí)驗(yàn)方法測得它兩端的電壓U和通過它的電流I的關(guān)系數(shù)據(jù)如下表所示。

U/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	12.0	19.0	24.0	30.0	37.0

 

（1）在圖乙中的虛線框內(nèi)畫出該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)電路圖。（實(shí)驗(yàn)用儀器：電壓表：內(nèi)阻R_V約為10 kΩ，電流表mA：內(nèi)阻R_mA約為100 Ω，直流電源，滑動變阻器，開關(guān)，導(dǎo)線若干）

（2）在圖丙中的小方格紙上用描點(diǎn)法畫出二極管的伏安特性曲線。

（3）若發(fā)光二極管的最佳工作電壓為2.5 V，而電源是由內(nèi)阻不計(jì)、電動勢為3 V的供電系統(tǒng)提供的,請根據(jù)所畫出的伏安特性曲線上的信息，分析應(yīng)該串聯(lián)一個阻值為________ Ω的電阻再與電源接成閉合電路，才能使二極管工作在最佳狀態(tài)。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

（1）如左下圖

（2）如右下圖

         

（3）25 Ω（22 Ω—28 Ω都對）

解析：（1）發(fā)光晶體二極管兩端的電壓從零開始且變化范圍大，所以滑動變阻器應(yīng)采用分壓式，由R₀=≈1 000 Ω，而發(fā)光晶體二極管的最大電阻約為450 Ω，所以應(yīng)采用電流表的外接法。電路圖如圖所示。

（2）由表格中的電壓和電流的對應(yīng)數(shù)值在圖象中描繪出點(diǎn)，再用平滑的曲線連接起來，如上圖所示。

（3）由伏安特性曲線知，當(dāng)二極管的電壓為2.5 V時，電流為21 mA，由電路的串并聯(lián)，

R= Ω≈24 Ω。