Question

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，即電流從正極流入時電阻比較小，而從負極流入時電阻比較大．
①某實驗興趣小組對某種晶體二極管的伏安特性曲線進行測繪．因二極管外殼所印的標識模糊，為判斷正負極，用多用電表電阻擋測二極管的正反向電阻．將選擇開關旋至合適倍率，調整歐姆零點后，將黑表筆接觸二極管的左端、紅表筆接觸右端時，指針偏角比較小；再將紅、黑表筆位置對調時，指針偏角比較大，由此判斷

右

端為二極管的正極．（選填“左”、“右”）
②廠家提供的伏安特性曲線如圖．該小組只對加正向電壓時的伏安特性曲線進行了測繪，以驗證與廠家提供的數據是否一致，可選用的器材有：
A．直流電源，電動勢3V，內阻忽略不計；
B．0～20Ω的滑動變阻器一只；
C．量程5V、內阻約50kΩ的電壓表一只；
D．量程3V、內阻約20kΩ的電壓表一只；
E．量程0.6A、內阻約0.5Ω的電流表一只；
F．量程50mA、內阻約5Ω的電流表一只；
G．待測二極管一只；           
H．導線、電鍵等．
為了提高測量結果的準確度，電壓表應選用

D

，電流表應選用

F

．（填序號字母）
③為了達到測量目的，請在答題卡上虛線框內畫出正確的實驗電路原理圖．
④為了保護二極管，正向電流不要超過25mA，請你對本實驗的設計或操作提出一條合理的建議：

為了防止超過最大電流，可以在電路中串接保護電阻；同時也可以通過實驗方法，即慢慢調節滑動觸片，注視電流表，使電流表示數不得超過25mA

⑤該小組通過實驗采集數據后描繪出了二極管的伏安特性曲線，通過對比，與廠家提供的曲線基本吻合．如果將該二極管與一阻值R=50Ω的電阻串聯，再接至電動勢E=1.5V、內阻不計的電源上，二極管處于正向導通狀態．請你寫出根據題中給出的伏安曲線求通過二極管電流的步驟：（不要求求出結果）

設二極管兩端電壓為U，通過的電流為I，由閉合電路歐姆定律得方程U=1.5-50I，在二極管伏安圖象中作出該方程的直線，該直線與二極管伏安曲線相交，讀出交點的縱坐標值即為I．

Answer 1

分析：（1）二極管具有單向導電性，當接反向電壓時，二極管的電阻很大，由歐姆表的示數可知二極管的極性；
（2）電源已知，根據電源的電動勢可以選出電壓表，由圖中示數可以選出電流表；
（3）為了得到范圍較大的測量值，本實驗應選擇分壓接法，為了準確應選用電流表外接法；
（4）要控制電路關鍵在于控制二極管兩端的電壓，故可以通過加入保護電阻分壓，或在調節時讓滑動變阻器分壓慢慢變大，進行控制．
（5）由閉合電路歐姆定律列出方程，在二極管伏安圖象中作出該方程的直線，該直線與二極管伏安曲線相交，讀出交點的縱坐標值即為I

解答：解：①二極管具有單向導電性；而歐姆表中指針偏轉較大說明電阻較小，即為正向電流；而歐姆表內部的電源正極接在黑表筆上，故黑表筆接在二極管的正極處電流較大，故由題意可知，二極管右側為正；
②由題意可知，采用的電源電壓為3V，故為了安全和準確，電壓表應選取D，3V的量程；由圖可知，最大電流約為30mA，故電流表應選F；故選D，F；
③由題意可知，本實驗要求作出伏安特性曲線，故要求多測數據，故應采用分壓接法；同時，因二極管電阻較小，故應采用電流表外接法；
故答案如圖所示；

④為了防止超過最大電流，可以在電路中串接保護電阻；同時也可以通過實驗方法，即慢慢調節滑動觸片，注視電流表，使電流表示數不得超過25mA；
⑤設二極管兩端電壓為U，通過的電流為I，由閉合電路歐姆定律得方程U=1.5-50I，在二極管伏安圖象中作出該方程的直線，該直線與二極管伏安曲線相交，讀出交點的縱坐標值即為I．
故答案為：①右；②D、F；③如圖
④為了防止超過最大電流，可以在電路中串接保護電阻；同時也可以通過實驗方法，即慢慢調節滑動觸片，注視電流表，使電流表示數不得超過25mA
⑤設二極管兩端電壓為U，通過的電流為I，由閉合電路歐姆定律得方程U=1.5-50I，在二極管伏安圖象中作出該方程的直線，該直線與二極管伏安曲線相交，讀出交點的縱坐標值即為I．

點評：本題考查了歐姆表的原理及伏安特性曲線，綜合性較強，要求學生能全面掌握實驗知識；注意歐姆表的原理及分壓接法等基本原理．