Question

【題目】LED二極管的應用是非常廣泛的，2014年諾貝爾物理學獎被授予了日本科學家赤崎勇，天野浩和美籍日裔科學家中村修二，以表彰他們發明了藍色發光二極管(LED)，并因此帶來的新型節能光源．某同學想要描繪某發光二極管的伏安特性曲線，實驗測得它兩端的電壓U和通過它的電流I的數據如下表所示.

U/V	0.0	0.40	0.80	1.20	1.60	2.00	2.40	2.80
I/mA	0.0	0.9	2.3	4.3	6.8	12.0	19.0	30.0

實驗室提供了以下器材：

A．電壓表(量程0～3 V，內阻約20 kΩ)

B．電壓表(量程0～15 V，內阻約100 kΩ)

C．電流表(量程0～50 mA，內阻約40 Ω)

D．電流表(量程0～0.6 A，內阻約2 Ω)

E．滑動變阻器(阻值范圍0～20 Ω，允許最大電流2 A)

F．電源(電動勢6 V，內阻不計)

G．開關，導線若干

(1)該同學做實驗時，電壓表選用的是　________　，電流表選用的是　________　(填選項字母)．

(2)如圖甲中的實物連線已經連了部分電路，請按實驗要求將實物圖中的連線補充完整_____．

(3)根據表中數據，請在圖乙中畫出該二極管的IU圖線_____．

(4)若此發光二極管的最佳工作電流為15 mA，現將此發光二極管與電動勢為3 V、內阻不計的電池組相連，還需串聯一個阻值R＝　________　Ω的電阻，才能使它工作在最佳狀態．(結果保留兩位有效數字)

Answer 1

【答案】A C 53

【解析】

(1)[1]根據實驗數據表可知電壓最大為2.80 V，最大電流為30.0 mA，所以電壓表應選擇A，電流表應選擇C.

(2)[2]通過估算二極管的阻值可知滿足，所以電流表應用外接法，由于電流、電壓從零開始調節，所以滑動變阻器應采用分壓式接法，連線圖如圖丙所示：

(3)[3]畫出的I-U圖象如圖所示：

(4)[4][5]根據閉合電路歐姆定律應有，由IU圖象可讀出I＝15 mA時對應的電壓：U＝2.2 V，可求出Rx≈146.7 Ω，代入數據解得：

R≈53 Ω。