Question

LED發(fā)光二極管新技術(shù)已被廣泛應(yīng)用，某科技小組一同學想通過實驗盡可能大范圍描繪出發(fā)光二極管的伏安特性曲線來研究它的工作特性．
（1）實驗室提供的器材如圖甲所示（其中電壓表內(nèi)阻約20KΩ，電流表內(nèi)阻約200Ω），該同學已連接了部分導線．請在下面線框內(nèi)畫出該實驗電路圖（用 表示發(fā)光二極管）并在圖甲中以劃線代替導線，按實驗要求將實物圖連線補充完整    ．
（2）實驗測得這種發(fā)光二極管兩端電壓U和通過它電流I的數(shù)據(jù)如下表所示：

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

根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖乙所示的坐標紙中畫出該發(fā)光二極管的I-U圖線    ．
（3）若此發(fā)光二極管的最佳工作電流為12mA，現(xiàn)將此發(fā)光二極管與電動勢為3V、內(nèi)阻不計的電池組相連，還需串聯(lián)一個約多大的電阻R=    Ω（保留三位有效數(shù)字），才能使它工作在最佳狀態(tài)，請在圖乙所示的坐標紙中畫出電阻R的伏安特征圖線    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）描繪該二極管的伏安特性曲線，電壓電流要從0測起，所以滑動變阻器應(yīng)該用分壓式；從表格中數(shù)據(jù)看，二極管的電阻更接近電流表的內(nèi)阻，所以電流表應(yīng)該用外接法．
（2）在圖上描出電流和電壓的對應(yīng)點，用光滑的曲線連接起來．
（3）根據(jù)二極管的工作電流結(jié)合I-U圖線求出工作電壓，再求出串聯(lián)的電阻．
解答：解：（1）電壓電流要從0測起，所以滑動變阻器應(yīng)該用分壓式；二極管的電阻更接近電流表的內(nèi)阻，電流表應(yīng)該用外接法．電路圖如圖

實物圖的連接如圖．

（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖上描出各點，用光滑的曲線連接起來．如圖．


（3）根據(jù)U-I圖線，當二極管的工作電壓為2V時，工作電流約為12mA，串聯(lián)電阻上分到電壓應(yīng)為1V，
故應(yīng)串聯(lián)的電阻為：R===83.3Ω
電阻R的伏安特征圖線為：

故答案為
（1）如上圖
（2）如上圖
（3）83.3
點評：解決本題關(guān)鍵：1、知道多用電表電流的流向及二極管的特性．2、如何選取電流表的內(nèi)外接和滑動變阻器的分壓限流接法．
（3）用數(shù)學描點法描繪圖象，體現(xiàn)了學科間的整合．