Question

17．發(fā)光二極管（LED）是由鎵（Ga）、砷（As）與磷（P）等的化合物制成的一種能夠發(fā)光的半導(dǎo)體電子元件，通常用在電路及儀器中作為指示燈，或組成文字或數(shù)字顯示，其顯著的特點(diǎn)就是具有單向?qū)щ娦裕�其電路符�?hào)如圖甲所示，正常使用時(shí)帶“+”號(hào)的一端應(yīng)接在電源的正極，帶“-”號(hào)的一端應(yīng)接在電源的負(fù)極．某課外活動(dòng)小組用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得某型號(hào)發(fā)光二極管兩端的電壓U和通過(guò)它的電流I的數(shù)據(jù)如表所示：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
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	12.0	19.0	24.0	30.0	37.0

（1）如圖乙、丙有兩個(gè)可供選擇的電路，應(yīng)選圖丙（填“乙”或“丙”）電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中的系統(tǒng)誤差主要是由電壓表分流引起的．
（2）請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)紙上用描點(diǎn)法畫(huà)出該型號(hào)發(fā)光二極管的伏安特性曲線．
（3）若該型號(hào)發(fā)光二極管的最佳工作電壓為2.5V，現(xiàn)用5V的穩(wěn)壓電源供電，則需要在電路中串聯(lián)一個(gè)電阻R才能使其處于最佳工作狀態(tài)，請(qǐng)根據(jù)所畫(huà)出的該型號(hào)二極管的伏安特性曲線進(jìn)行分析，串聯(lián)的電阻R的阻值為119Ω．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定滑動(dòng)變阻器的接法，然后選擇實(shí)驗(yàn)電路；根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)分析實(shí)驗(yàn)誤差．
（2）應(yīng)用描點(diǎn)法作出圖象．
（3）由圖示圖示求出二極管最佳工作電壓對(duì)應(yīng)的電流，然后應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律求出串聯(lián)電阻阻值．

解答 解：（1）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，電壓與電流從零開(kāi)始變化，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，故選擇圖丙所示實(shí)驗(yàn)電路；
由圖丙所示實(shí)驗(yàn)電路圖可知，電流表采用外接法，由于電壓表的分流作用會(huì)使所測(cè)電流偏大，這是系統(tǒng)誤差的形成原因．
（2）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對(duì)應(yīng)點(diǎn)，然后根據(jù)坐標(biāo)系中描出的點(diǎn)作出圖象如圖所示：

（3）由圖示圖象可知，二極管電壓為2.5V時(shí)電流：I=21mA=0.021A，
串聯(lián)電阻阻值：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{E-{U}_{二極管}}{I}$=$\frac{5-2.5}{0.021}$≈119Ω；
故答案為：（1）丙，電壓表分流；（2）圖象如圖所示；（3）119．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)電路的選擇、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定滑動(dòng)變阻器采用分壓接法是選擇實(shí)驗(yàn)電路的關(guān)鍵；要掌握應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法．