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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. 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 (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?试题及答案-解答题-云返教育
试题详情
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.
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
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2.3
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15
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(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R
V
约为10kΩ,电流表内阻R
mA
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?
试题解答
见解析
解:(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.
(2)描点法画出U-I图线如图中的曲线所示
(3)根据申联电路的特点,由U
D
=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U
D
=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,U
D
=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.
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选修3-1
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解答题
高中
物理
描绘小电珠的伏安特性曲线
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