题目内容
【题目】二极管的说明书上提供了它的伏安特性曲线（正向最大电流50mA左右），物理兴趣小组想要验证该二极管的伏安特性曲线。
（1）选择好实验器材准备连接电路时，发现二极管外壳正、负的标识看不清楚，于是就用多用电表欧姆挡来判断它的正、负极：用欧姆表“×100”档两次实验情况 如图甲、乙所示，由此可知______（填“A”或“B”）端为二极管的正极。
（2）该物理兴趣小组要对该二极管加正向电压时的伏安特性曲线进行验证，实验室提供的器材有：
A．直流电源（电动势3V，内阻不计）
B．滑动变阻器（0~20Ω）
C．电压表（量程3V，内阻约30KΩ )
D．电流表（量程50mA，内阻约50Ω）
E．待测二极管
F．导线、开关
为了提高测量精度，请在虚线框内的实验电路图中加上直流电源E及滑动变阻器R，并将电路图连接完整。
电流I/mA | 0 | 0 | 0.2 | 1.8 | 3.9 | 8.6 | 14.0 | 21.8 | 33.5 | 50.0 |
电压U/V | 0 | 0.50 | 0.75 | 1.00 | 1.25 | 1.50 | 1.75 | 2.00 | 2.25 | 2.50 |
（3）依据实验中测量数据在坐标纸上画出该二极管的伏安特性曲线如图所示，我们将该二极管与阻值为50Ω的定值电阻串联后接到电压为3V的恒压电源两端，使二极管正向导通，测得二极管导通时的功率为P测，则P测=_____W（结果保留一位有效数字）。
（4）若考虑电压表或电流表的内阻对实验造成影响，那么第（3）问中该二极管正向导通时的实际功率P实_____P测（选“大于”、“小于”或“不确定”）。请你提出一条减小P实与P测差异的改进建议：_________________________
【答案】B 
0.04 小于 换内阻更大的电压表
【解析】
(1)二极管具有单向导电性，当接反向电压时，二极管的电阻很大，由欧姆表的示数可知二极管的极性；
(2)电源已知，根据电源的电动势可以选出电压表，由图中示数可以选出电流表；为了得到范围较大的测量值，本实验应选择分压接法，为了准确应选用电流表外接法；
(3)在I-U图象中作同电源的伏安特性曲线，两图象的交点为二极管的工作点，由图可知其电压和电流，再由P=UI可求得对应的功率；
(4)根据实验电路图分析实验误差，然后根据实验误差来源提出改进措施。
(1) 二极管具有单向导电性；而欧姆表中指针偏转较大说明电阻较小，即为正向电流；而欧姆表内部的电源正极接在黑表笔上，故黑表笔接在二极管的正极处电流较大，故由题意可知，二极管B侧为正；
(2) 由题意可知，本实验要求作出伏安特性曲线，故要求多测数据，故应采用分压接法；同时，因正向电压时二极管电阻较小，故应采用电流表外接法；其实验的原理图如图所示
(3)(4)在同一坐标图上画出电动势为3V，内阻为50Ω的电源的电流I与路端电压U的图象，如图所示所示：
由实验电路图可知，电流表采用外接法，由于电压表分流作用，所测电流I偏大，二极管的实际功率小于测量功率；
减小电压表的分流会减小P实与P测差异，电压表内阻越大，电压表分流越小，为减小P实与P测差异可以使用内阻很大的电压表进行实验。
由图示图象可知，两图线交点坐标（20V，20mA），则二极管导通时的功率P=UI=20×0.020=0.04W。
