Question

20．發(fā)光二極管（LED）近年來被人們譽為是本世紀的新型光源．有一些手燈就是用幾個發(fā)光二極管并聯(lián)后作為光源使用的，其發(fā)光效率很高．它在正常工作時，正向壓降約3.2V，電流在20mA左右．現(xiàn)取這樣一只發(fā)光二極管（電路符號用表示），現(xiàn)要測量它的伏安特性，另提供有下列的實驗器材：
A．電流表A₁（量程30mA，內阻約為20Ω）
B．電流表A₂（量程1A，內阻約為1Ω）
C．電壓表V₁（量程5V，內阻3kΩ）
D．電壓表V₂（量程15V，內阻15kΩ）
E．滑動變阻器R₁（阻值0～20Ω，額定電流2A）
F．滑動變阻器R₂（阻值0～1kΩ，額定電流0.5A）
（1）除穩(wěn)壓直流電源E（4V）、開關和帶夾子的導線若干外，還需選用的其它器材有ACE（填選項前字母）；
（2）在虛線方框中畫出實驗電路圖．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)LED正常工作時的正向電壓選擇電壓表，根據(jù)LED正常工作時的電流大小選擇電流表．
（2）要描繪LED的伏安特性曲線，電壓表與電流表應從零開始變化，滑動變阻器應采用分壓接法，根據(jù)待測LED電阻與電表內阻間的關系確定電流表采用內接法還是外接法，然后作出實驗電路圖．

解答 解：（1）LED正常工作時，正向電壓約3.2V，因此電壓表可選C、電壓表V₁ （量程3V，內阻約為1KΩ），LED正常工作時電流在2OmA左右，為0.6A的60分之一，使用電流表A₂（量程0.6A，內阻約為5Ω）讀數(shù)誤差較大，電流表應選A、電流表A₁（量程30mA，內阻約為20Ω）；滑動變阻器應采用分壓接法；故選擇最大電阻較小的E；
（2）描繪LED的伏安特性曲線，電壓表與電流表示數(shù)應從零開始變化，滑動變阻器應采用分壓接法；LED正常工作時電阻約為R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.2}{0.02}$=160Ω，$\frac{R}{{R}_{A}}$=$\frac{160}{20}$=8，$\frac{{R}_{V}}{R}$=$\frac{3000}{160}$≈18，
$\frac{R}{{R}_{A}}$＜$\frac{{R}_{V}}{R}$，故電流表采用外接法，實驗電路圖如圖所示．
故答案為：（1）ACE；（2）如圖所示；

點評 本題考查了選擇實驗器材、設計實驗電路，確定滑動變阻器接法與電流表接法是正確設計實驗電路的關鍵．