Question

（9分）二極管是一種半導體元件，電路符號為，其特點是具有單向導電性．某實驗小組要對一只二極管正向接入電路時的伏安特性曲線進行測繪探究．據了解，該二極管允許通過的最大電流為50 mA.
（1）該二極管外殼的標識模糊了，同學們首先用多用電表的歐姆檔來判斷它的正負極：當紅表筆接觸二極管的左端、黑表筆接觸二極管的右端時，發現指針的偏角比較小，當交換表筆再次測量時，發現指針有很大偏轉，由此可判斷______ （填“左”或“右”）端為二極管的正極．
（2）實驗探究中他們可選器材如下：
A．直流電源（電動勢3 V，內阻不計）           B．滑動變阻器（0～20 Ω）
C．電壓表（量程15 V、內阻約80 kΩ）           D．電壓表（量程3 V、內阻約50 kΩ）
E．電流表（量程0.6 A、內阻約1 Ω）             F．電流表（量程50 mA、內阻約50 Ω）
G．待測二極管                              H．導線、開關
為了提高測量精度，電壓表應選用________，電流表應選用________．（填序號字母）
（3）實驗中測量數據如下表，請在下圖坐標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）同學們將該二極管與阻值為10 Ω的定值電阻串聯后接到電壓恒為3 V的電源兩端，則二極管導通時定值電阻的功率為________ W.

Answer 1

（1）左；（2）D；F；（3）見解析；（4）0.020-0.028均可；

試題分析：（1）因為當紅表筆接觸二極管的左端、黑表筆接觸二極管的右端時，發現指針的偏角比較小，說明電阻較大，加的是反向電壓；當交換表筆再次測量時，發現指針有很大偏轉，說明電阻很小，加的是正向電壓，因為歐姆表的黑表筆接電源的正極，所以二極管的左端為正極；（2）因為電源電壓只有3V,則電壓表用D；由（3）表中數據可看出，通過二極管的電流不超過50mA，則電流表選F；（3）根據題中數據畫出二極管的伏安特性曲線如下：

（4）將該二極管與阻值為10 Ω的定值電阻串聯后接到電壓恒為3 V的電源兩端，將10Ω定值電阻等效為電源內阻；在圖中作出電源的伏安特性曲線，如右圖；則兩曲線的交點為二極管工作點，則由圖象可知，二極管的工作電壓約為1.7V；電流約為13mA； 則功率P=UI=0.022W；（0.020-0.028均可）