Question

（2010?杨浦区一模）发光晶体二极管是用电器上做指示灯用的一种电子元件．它的电路符号如图（甲）所示，正常使用时，带“+”号的一端接高电势，带“-”的一端接低电势．某同学用实验的方法测得它两端的电压U和通过它的电流I的关系数据如表中所示．

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	13.0	19.0	24.0	30.0	37.0

①在图（乙）中的虚线内画出该同学的实验电路图．（实验用电压表V：内组R_V约为10kΩ，电流表mA：内阻R_mA约为100Ω）
②在图（丙）中的小方格纸上用描点法画出二极管的伏安特性曲线．
③若发光二极管的最佳工作电压为2.0V，而电源是由内阻不计、电动势为3V的供电系统提供的．请根据所画出的伏安特性曲线上的信息，分析应该串联一个阻值多大的电阻再与电源接成闭合电路，才能使二极管工作在最佳状态？（结果保留二位有效数字）

Answer 1

分析：①由表格数据可知，该实验中电压从零开始变化，故应采用滑动变阻器分压接法；
②用表格中的数据可以描点，并用平滑的曲线将各点相连；
③由图象可得出二极管的电流，由串联电路的电压规律可得出串联电阻两端的电压，由欧姆定律可得出串联的电阻．

解答：解：①同时测定二极管上的电流和电压时，由欧姆定律分析表格中的每一组数据，可以看出发光二极管的电阻是变化的，变化的范围大约在100Ω～500Ω之间．故电流表的内阻对测量影响较大，利用电流表外接法误差小．而测量数据应从0开始，用滑动变阻器分压式接法，才能得到足够多的数据；
电路图如图所示：

②将表格提供的数据在方格纸上描点，可画出U-I图线如图丙中的曲线所示．

③根据U-I图线可知，当二极管的工作电压为2.0V时，工作电流约为12mA，按串联电路的特点知，串联电阻上分到电压应为1.0V，故得应串的电阻为：R=

U

I

=

1

12×10-3

Ω=83Ω．（81Ω-86Ω均可）
故答案为：①如图所示；②如图所示；③应该串联一个阻值83Ω的电阻再与电源接成闭合电路，才能使二极管工作在最佳状态．

点评：对于非线性元件，要注意应用图象求出其工作电压和电流； 同时对于实验题要注意电学规律的正确应用．