题目内容

7．二极管是一种半导体元件，电路符号为，其特点是具有单向导电性，某实验小组要对一只二极管正向接入电路时的伏安特性曲线进行测绘探究．据了解，该二极管允许通过的最大电流为50mA．
（1）该二极管外壳的标识模糊了，同学们首先用多用电表的欧姆档来判断它的正负极：当将红表笔接触二极管的左端、黑表笔接触二极管的右端时，发现指针的偏角比较小，当交换表笔再次测量时，发现指针有很大偏转，由此可判断左（填“左”或“右”）端为二极管的正极．
 
（2）在探究中他们可选器材如下：
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15V、内阻约80kΩ）；
D．电压表（量程3V、内阻约30kΩ）；
E．电流表（量程0.6A、内阻约1Ω）；
F．电流表（量程50mA、内阻约50Ω）；
G．待测二极管；
H．导线、开关．
为了提高测量精度，电压表应选用D，电流表应选用F．（填序号字母）
（3）实验中测量数据如下表，请在坐标纸上画出该二极管的伏安特性曲线．
电流I/mA000.21.83.98.614.021.833.550.0
电压U/V00.500.751.001.251.501.752.002.252.50
（4）同学们将该二极管与阻值为10Ω的定值电阻串联后接到电压恒为3V的电源两端，则二极管导通时定值电阻的功率为0.025W．

分析 （1）二极管正向电阻很小，反向电阻很大，黑表笔与欧姆表内部电池的正极相连，红表笔与负极相连，根据欧姆表示数大小关系判断正负极；
（2）根据给定的电源的电压可以选择电压表；根据表中给出的数据可以选择电流表；
（3）在坐标轴中选择合适的坐标，采用描点法作图，注意用平滑的曲线将各点相连；
（4）将10Ω的定值电阻视为电源内阻，则画出电源的伏安特性曲线，两图象的交点为二极管的工作点，则由图可得出电流和电压，从而求出功率．

解答 解：（1）黑表笔与欧姆表内部电池的正极相连，红表笔与负极相连，当将红表笔接触二极管的左端、黑表笔接触二极管的右端时，发现指针的偏角比很小，说明二极管电阻很大，即与黑表笔相接的是二极管的负极，换表笔再次测量时，发现指针的偏角很大，说明二极管正向导通，即与黑表笔相连的应是正极，由此判定二极管的左端是正极；
（2）因电源电压为3V，为了安全和准确电压表应选择D；由表中数据可知，电流最大为50mA，则电流表应选择F；
（3）根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出图象如图所示：

（4）将10Ω定值电阻等效为电源内阻；在图中作出电源的伏安特性曲线，如右图所示：

则两曲线的交点为二极管工作点，则由图象可知，二极管的工作电压约为2.5V；电流约为50mA；
则定值电阻消耗的功率P=I2R=0.025W；
故答案为：（1）左；（2）D；F；（3）如图所示；（4）0.025

点评 本题考查二极管伏安特性曲线的实验，本题中要注意万用表的欧姆档黑表笔接内部电源的正极；同时注意二极管的伏安特性曲线的性质，不能画成直线．

练习册系列答案
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