Question

（2011?江蘇一模）發光二極管在生產和生活中得到了廣泛應用．圖甲是一種發光二極管的實物圖，正常使用時，帶“+”號的一端接高電勢，帶“-”號的一端接低電勢．某同學想描繪它的伏安特性曲線，實驗測得它兩端電壓U和通過它電流I的數據如下表所示：

U/V	0	0.40	0.80	1.20	1.60	2.00	2.40	2.80
I/mA	0	0.9	2.3	4.3	6.8	12.0	19.0	30.0

（1）實驗室提供的器材如下：
A．電壓表（量程0-3V，內阻約10kΩ）     B．電壓表（量程0-15V，內阻約25kΩ）
C．電流表（量程0-50mA，內阻約50Ω）   D．電流表（量程0-0.6A，內阻約1Ω）
E．滑動變阻器（阻值范圍0-10Ω，允許最大電流3A）
F．電源（電動勢6V，內阻不計）   G．開關，導線
該同學做實驗時，電壓表選用的是

A

，電流表選用的是

C

（填選項字母）．
 （2）請在圖乙中以筆劃線代替導線，按實驗要求將實物圖中的連線補充完整．
（3）根據表中數據，在圖丙所示的坐標紙中畫出該發光二極管的I-U圖線．
（4）若此發光二極管的最佳工作電流為10mA，現將此發光二極管與電動勢為3V、內阻不計的電池組相連，還需串聯一個阻值R=

110

Ω的電阻，才能使它工作在最佳狀態 （結果保留三位有效數字）．

Answer 1

分析：（1）根據實驗測得它兩端電壓U和通過它電流I的數據的范圍可以選擇電壓表和電流表；
（2）描繪該二極管的伏安特性曲線，電壓電流要從0測起，所以滑動變阻器應該用分壓式；從表格中數據看，二極管的電阻更接近電流表的內阻，所以電流表應該用外接法；
（3）在圖上描出電流和電壓的對應點，用光滑的曲線連接起來；
（4）根據二極管的工作電流結合I-U圖線求出工作電壓，再求出串聯的電阻．

解答：解：（1）根據實驗測得它兩端電壓U和通過它電流I的數據的范圍可知：電壓變化的最大值為2.8V，所以電壓表選A；電流表變化的最大值為30mA，所以電流表選C；
（2）電壓電流要從0測起，所以滑動變阻器應該用分壓式；二極管的電阻更接近電流表的內阻，電流表應該用外接法．實物圖的連接如圖．

（3）根據表中數據，在圖上描出各點，用光滑的曲線連接起來．如圖．

（4）根據U-I圖線，當二極管的工作電壓為1.9V時，工作電流約為10mA，串聯電阻上分到電壓應為1.1V，
故應串聯的電阻為：R=

U

I

=

1.1

0.01

=110Ω
故答案為：（1）A，C；（2）如圖所示；（3）如圖所示；（4）110．

點評：解決本題關鍵：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外接和滑動變阻器的分壓限流接法．
3、用數學描點法描繪圖象，體現了學科間的整合．