Question

二极管是一种半导体元件，电路符号为“”，其特点是具有单向导电性，即电流从正极流入时电阻比较小，而从负极流入时电阻比较大．
①某实验兴趣小组对某种晶体二极管的伏安特性曲线进行测绘．因二极管外壳所印的标识模糊，为判断正负极，用多用电表电阻挡测二极管的正反向电阻．将选择开关旋至合适倍率，调整欧姆零点后，将黑表笔接触二极管的左端、红表笔接触右端时，指针偏角比较小；再将红、黑表笔位置对调时，指针偏角比较大，由此判断

右

端为二极管的正极．（选填“左”、“右”）
②厂家提供的伏安特性曲线如图．该小组只对加正向电压时的伏安特性曲线进行了测绘，以验证与厂家提供的数据是否一致，可选用的器材有：
A．直流电源，电动势3V，内阻忽略不计；
B．0～20Ω的滑动变阻器一只；
C．量程5V、内阻约50kΩ的电压表一只；
D．量程3V、内阻约20kΩ的电压表一只；
E．量程0.6A、内阻约0.5Ω的电流表一只；
F．量程50mA、内阻约5Ω的电流表一只；
G．待测二极管一只；           
H．导线、电键等．
为了提高测量结果的准确度，电压表应选用

D

，电流表应选用

F

．（填序号字母）
③为了达到测量目的，请在答题卡上虚线框内画出正确的实验电路原理图．
④为了保护二极管，正向电流不要超过25mA，请你对本实验的设计或操作提出一条合理的建议：

为了防止超过最大电流，可以在电路中串接保护电阻；同时也可以通过实验方法，即慢慢调节滑动触片，注视电流表，使电流表示数不得超过25mA

⑤该小组通过实验采集数据后描绘出了二极管的伏安特性曲线，通过对比，与厂家提供的曲线基本吻合．如果将该二极管与一阻值R=50Ω的电阻串联，再接至电动势E=1.5V、内阻不计的电源上，二极管处于正向导通状态．请你写出根据题中给出的伏安曲线求通过二极管电流的步骤：（不要求求出结果）

设二极管两端电压为U，通过的电流为I，由闭合电路欧姆定律得方程U=1.5-50I，在二极管伏安图象中作出该方程的直线，该直线与二极管伏安曲线相交，读出交点的纵坐标值即为I．

Answer 1

分析：（1）二极管具有单向导电性，当接反向电压时，二极管的电阻很大，由欧姆表的示数可知二极管的极性；
（2）电源已知，根据电源的电动势可以选出电压表，由图中示数可以选出电流表；
（3）为了得到范围较大的测量值，本实验应选择分压接法，为了准确应选用电流表外接法；
（4）要控制电路关键在于控制二极管两端的电压，故可以通过加入保护电阻分压，或在调节时让滑动变阻器分压慢慢变大，进行控制．
（5）由闭合电路欧姆定律列出方程，在二极管伏安图象中作出该方程的直线，该直线与二极管伏安曲线相交，读出交点的纵坐标值即为I

解答：解：①二极管具有单向导电性；而欧姆表中指针偏转较大说明电阻较小，即为正向电流；而欧姆表内部的电源正极接在黑表笔上，故黑表笔接在二极管的正极处电流较大，故由题意可知，二极管右侧为正；
②由题意可知，采用的电源电压为3V，故为了安全和准确，电压表应选取D，3V的量程；由图可知，最大电流约为30mA，故电流表应选F；故选D，F；
③由题意可知，本实验要求作出伏安特性曲线，故要求多测数据，故应采用分压接法；同时，因二极管电阻较小，故应采用电流表外接法；
故答案如图所示；

④为了防止超过最大电流，可以在电路中串接保护电阻；同时也可以通过实验方法，即慢慢调节滑动触片，注视电流表，使电流表示数不得超过25mA；
⑤设二极管两端电压为U，通过的电流为I，由闭合电路欧姆定律得方程U=1.5-50I，在二极管伏安图象中作出该方程的直线，该直线与二极管伏安曲线相交，读出交点的纵坐标值即为I．
故答案为：①右；②D、F；③如图
④为了防止超过最大电流，可以在电路中串接保护电阻；同时也可以通过实验方法，即慢慢调节滑动触片，注视电流表，使电流表示数不得超过25mA
⑤设二极管两端电压为U，通过的电流为I，由闭合电路欧姆定律得方程U=1.5-50I，在二极管伏安图象中作出该方程的直线，该直线与二极管伏安曲线相交，读出交点的纵坐标值即为I．

点评：本题考查了欧姆表的原理及伏安特性曲线，综合性较强，要求学生能全面掌握实验知识；注意欧姆表的原理及分压接法等基本原理．