(2012•昆山市模拟)发光晶体二极管是电器上做指示灯用的一种电子元件.它的电路符号如图甲所示,正常使用时,带“+“号的
来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/07/17 11:49:05
(2012•昆山市模拟)发光晶体二极管是电器上做指示灯用的一种电子元件.它的电路符号如图甲所示,正常使用时,带“+“号的一端接高电势,带“一“号的一端接低电势.某同学用实验的方法测得它两端的电压U.和通过它的电流I的关系数据如下表所示.
(1)在图乙中的虚线框内画出该同学的实验电路图.(实验用电压表内阻RV约为10kΩ,电流表内阻RmA约为100Ω);
(2)在图丙中的小方格纸上用描点法画出U-I图线.
(3)若发光二极管的最佳工作电压为2.0V,而电源是由内阻不计、电动势为1.5V的两节干电池串联而成.根据画出的伏安特性曲线上的信息分析,应该串联一个阻值多大的电阻后与电源接成闭合电路,才能使二极管工作在最佳状态?![](http://img.wesiedu.com/upload/6/81/6818e7137db4408e7570d31a7f9ae096.jpg)
U/V | 0 | 0.2 | 0.4 | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.4 | 1.6 | 1.8 | 2.0 | 2.2 | 2.4 | 2.6 | 2.8 | 3.0 |
I/mA | 0 | 0.4 | 0.9 | 1.5 | 2.3 | 3.2 | 4.3 | 5.4 | 6.8 | 9.3 | 12 | 15 | 19 | 24 | 30 | 37 |
(2)在图丙中的小方格纸上用描点法画出U-I图线.
(3)若发光二极管的最佳工作电压为2.0V,而电源是由内阻不计、电动势为1.5V的两节干电池串联而成.根据画出的伏安特性曲线上的信息分析,应该串联一个阻值多大的电阻后与电源接成闭合电路,才能使二极管工作在最佳状态?
![](http://img.wesiedu.com/upload/6/81/6818e7137db4408e7570d31a7f9ae096.jpg)
(1)由欧姆定律分析表格中的每一组数据,可以看出发光二极管的电阻是变化的,变化的范围大约在100~500Ω之间,因
R V
R x>
R x
R A,故电流表应用外接法,又电流从零调节,故滑动变阻器应用分压式,所以实验电路如图所示.
![](http://img.wesiedu.com/upload/f/11/f11fcd773ba518772b9653fd7c1fd26f.jpg)
(2)描点法画出U-I图线如图中的曲线所示
![](http://img.wesiedu.com/upload/b/75/b75e1d933fca4e0a331d6fefa6c73fc3.jpg)
(3)根据申联电路的特点,由UD=E-IR还可以画出一条发光二极管的伏安特性曲线,该图线是一条直线.如图所示.
其物理意义是:它的斜率的绝对值就是需串电阻的数值.找出两点即能画出该线.因为两条曲线都是二极管必须遵守的,所以实际的工作点必定是它们的交点,按题意应是UD=2 V的点,这可以从已画出的特性曲线上找到,即图中的P点.另一点是当I=0时,UD=E=3V的点.由这两点连成的直线即图中的MN.由其斜率得应串的电阻为83.3Ω.
求解本题的关键是(1)根据表格中的数据求出二极管电阻的范围,然后再通过比较
与
的大小来选择电流表的内外接法;(2)是通过画出等效电源(电源与定值电阻串联)的U-I图象,求出其斜率即可.
R V
R x>
R x
R A,故电流表应用外接法,又电流从零调节,故滑动变阻器应用分压式,所以实验电路如图所示.
![](http://img.wesiedu.com/upload/f/11/f11fcd773ba518772b9653fd7c1fd26f.jpg)
(2)描点法画出U-I图线如图中的曲线所示
![](http://img.wesiedu.com/upload/b/75/b75e1d933fca4e0a331d6fefa6c73fc3.jpg)
(3)根据申联电路的特点,由UD=E-IR还可以画出一条发光二极管的伏安特性曲线,该图线是一条直线.如图所示.
其物理意义是:它的斜率的绝对值就是需串电阻的数值.找出两点即能画出该线.因为两条曲线都是二极管必须遵守的,所以实际的工作点必定是它们的交点,按题意应是UD=2 V的点,这可以从已画出的特性曲线上找到,即图中的P点.另一点是当I=0时,UD=E=3V的点.由这两点连成的直线即图中的MN.由其斜率得应串的电阻为83.3Ω.
![](http://img.wesiedu.com/upload/5/bf/5bfb7e440081fada6af1582094784fe1.jpg)
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