Question

9．二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，某实验小组要对一只二极管正向接入电路时的伏安特性曲线进行测绘探究．据了解，该二极管允许通过的最大电流为50mA．
（1）该二极管外壳的标识模糊了，同学们首先用多用电表的电阻挡来判断它的正负极：当将红表笔接触二极管的左端、黑表笔接触二极管的右端时，发现指针所指的示数比较大，当交换表笔再次测量时，发现示数很小，由此可判断左（填“左”或“右”）端为二极管的正极．
（2）实验探究中他们可选器材如下：
A．直流电源（电动势3V，内阻不计），
B．滑动变阻器（0～20Ω）；
C．电压表（量程15V、内阻约80kΩ）；
D．电压表（量程3V、内阻约50kΩ）
E．电流表（量程0.6A、内阻约1Ω）；
F．电流表（量程50mA、内阻约50Ω）；
G．待测二极管；
H．导线、开关．
为了提高测量精度，电压表应选用D，电流表应选用F．（填序号字母）
（3）实验中测量数据如下表，请在坐标纸上画出该二极管的伏安特性曲线．

电流I/mA	0	0	0.2	1.8	3.9	8.6	14.0	21.8	33.5	50.0
电压U/V	0	0.50	0.75	1.00	1.25	1.50	1.75	2.00	2.25	2.50

（4）同学们将该二极管与阻值为10Ω的定值电阻串联后接到电压恒为3V的电源两端，则二极管导通时定值电阻的功率为0.025W．

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）从电源电压大小去选择电压表，从二极管允许通过的最大电流去选择电流表；
（3）根据表格给出数据，描点，作图即可；
（4）将10Ω的定值电阻视为电源内阻，则画出电源的伏安特性曲线，两图象的交点为二极管的工作点，则由图可得出电流和电压，从而求出定值电阻的功率．

解答 解：（1）二极管具有单向导电性，当将红表笔接触二极管的左端、黑表笔接触二极管的右端时，发现指针所指的示数比较大，说明是反向电阻，而欧姆表内部的电源正极接在黑表笔上，故右端为二极管的负极，左端为二极管的正极；
（2）器材中给的直流电源电动势为3V，因此电压表量程为3V即可，电压表选D；已知该二极管允许通过的最大电流为50mA，则电流表选F；
（3）根据表格给出数据，描点，作图，画出该二极管的伏安特性曲线如图甲所示；

（4）将10Ω定值电阻等效为电源内阻；在图中作出电源的伏安特性曲线，如乙图所示；则图线的交点为二极管工作点，则由图象可知，此时二极管的工作电压约为2.5V；电流约为50mA； 则定值电阻消耗的功率P=I²R=0.025W；

故答案为：（1）左；（2）D；F； （3）如图甲所示；（4）0.025．

点评 本题考查二极管伏安特性曲线，解题的关键是注意从图中给出的信息了解二极管的特性以及多用电表的欧姆档黑表笔接内部电源的正极；另外掌握给出数据描点作图的方法．