Question

9．二極管是一種半導(dǎo)體元件，電路符號為，其特點(diǎn)是具有單向?qū)щ娦�，某�?shí)驗(yàn)小組要對一只二極管正向接入電路時(shí)的伏安特性曲線進(jìn)行測繪探究．據(jù)了解，該二極管允許通過的最大電流為50mA．
（1）該二極管外殼的標(biāo)識模糊了，同學(xué)們首先用多用電表的電阻擋來判斷它的正負(fù)極：當(dāng)將紅表筆接觸二極管的左端、黑表筆接觸二極管的右端時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針?biāo)�指的示�?shù)比較大，當(dāng)交換表筆再次測量時(shí)，發(fā)現(xiàn)示數(shù)很小，由此可判斷左（填“左”或“右”）端為二極管的正極．
（2）實(shí)驗(yàn)探究中他們可選器材如下：
A．直流電源（電動勢3V，內(nèi)阻不計(jì)），
B．滑動變阻器（0～20Ω）；
C．電壓表（量程15V、內(nèi)阻約80kΩ）；
D．電壓表（量程3V、內(nèi)阻約50kΩ）
E．電流表（量程0.6A、內(nèi)阻約1Ω）；
F．電流表（量程50mA、內(nèi)阻約50Ω）；
G．待測二極管；
H．導(dǎo)線、開關(guān)．
為了提高測量精度，電壓表應(yīng)選用D，電流表應(yīng)選用F．（填序號字母）
（3）實(shí)驗(yàn)中測量數(shù)據(jù)如下表，請?jiān)谧鴺?biāo)紙上畫出該二極管的伏安特性曲線．

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

（4）同學(xué)們將該二極管與阻值為10Ω的定值電阻串聯(lián)后接到電壓恒為3V的電源兩端，則二極管導(dǎo)通時(shí)定值電阻的功率為0.025W．

Answer 1

分析 （1）二極管具有單向?qū)щ娦裕��?dāng)接反向電壓時(shí)，二極管的電阻很大，由歐姆表的示數(shù)可知二極管的極性；
（2）從電源電壓大小去選擇電壓表，從二極管允許通過的最大電流去選擇電流表；
（3）根據(jù)表格給出數(shù)據(jù)，描點(diǎn)，作圖即可；
（4）將10Ω的定值電阻視為電源內(nèi)阻，則畫出電源的伏安特性曲線，兩圖象的交點(diǎn)為二極管的工作點(diǎn)，則由圖可得出電流和電壓，從而求出定值電阻的功率．

解答 解：（1）二極管具有單向?qū)щ娦�，�?dāng)將紅表筆接觸二極管的左端、黑表筆接觸二極管的右端時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針?biāo)�指的示�?shù)比較大，說明是反向電阻，而歐姆表內(nèi)部的電源正極接在黑表筆上，故右端為二極管的負(fù)極，左端為二極管的正極；
（2）器材中給的直流電源電動勢為3V，因此電壓表量程為3V即可，電壓表選D；已知該二極管允許通過的最大電流為50mA，則電流表選F；
（3）根據(jù)表格給出數(shù)據(jù)，描點(diǎn)，作圖，畫出該二極管的伏安特性曲線如圖甲所示；

（4）將10Ω定值電阻等效為電源內(nèi)阻；在圖中作出電源的伏安特性曲線，如乙圖所示；則圖線的交點(diǎn)為二極管工作點(diǎn)，則由圖象可知，此時(shí)二極管的工作電壓約為2.5V；電流約為50mA； 則定值電阻消耗的功率P=I²R=0.025W；

故答案為：（1）左；（2）D；F； （3）如圖甲所示；（4）0.025．

點(diǎn)評 本題考查二極管伏安特性曲線，解題的關(guān)鍵是注意從圖中給出的信息了解二極管的特性以及多用電表的歐姆檔黑表筆接內(nèi)部電源的正極；另外掌握給出數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖的方法．