题目内容

12.二极管是一种半导体元件,它的符号为,其特点是具有单向导电性#,即电流从正极流入时电阻比较小,而从负极流入时电阻比较大;
(1)某课外兴趣小组想要描绘某种晶体二极管的伏安特性曲线,因二极管外壳所印的标识模糊,为判断该二极管的正、负极,他们用多用电表电阻挡测二极管的正、反向电阻;其步骤是:将选择开关旋至合适倍率,进行欧姆调零,将黑表笔接触二极管的左端,红表笔接触右端时,指针偏角比较小; 然后将红、黑表笔位置对调后再进行测量,指针偏角比较大,由此判断右端为二极管的正极(选填“左”、“右”);

(2)厂家提供的伏安特性曲线如图1;为了验证厂家提供的数据,该小组对加反向电压时的伏安特性曲线进行了描绘,可选用的器材有:
A.直流电源E:电动势5V,内阻忽略不计;
B.直流电源E:电动势7V,内阻忽略不计;
C.滑动变阻器R:0-20Ω;
D.电压表V1:量程45V,内阻约500kΩ;
E.电压表 V2:量程3V,内阻约20kΩ;
F.电流表uA:量程300uA,内阻约400Ω;
G.电流表mA:量程50mA,内阻约5Ω;
D.待测二极管D;
I.单刀单掷开关H,导线若干
(1)为了提高测量结果的准确度,选用的器材BCDFHI(填序号字母)
(2)为了达到测量目的,请在图2虚线框内画出正确的实验电路原理图;
(3)为了保护二极管,反向电压不要达到40V,请你对本实验的设计或操作提出一条合理的建议:在二极管支路串入一阻值合适的分压电阻起保护作用.

分析 (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)(1)根据给出的伏安特性曲线可知电压和电流;则可以选择电源、电流表和电压表等;根据电路接法可明确对应的滑动变阻器;
(2)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)要控制电路关键在于控制二极管两端的电压,故可以通过加入保护电阻分压,或在调节时让滑动变阻器分压慢慢变大,进行控制.

解答 解:(1)欧姆表内部有电源,电源正极接在负接线柱上,当红表笔接触右端时,说明红表笔接入电源的负极;此时指针偏角较小,说明电阻较大,故说明接入了反向电压,故二极管右端应为正极;
(2)(1)根据图象可知,反向电压最大40V,所以电源电动势取大一些的,即B,电动势为7V,故为了安全和准确,电压表应选取D,45V的量程,由图可知,最大电流约为30mA,故电流表应选F,还需要滑动变阻器C,以及待测二极管H,单刀单掷开关H,导线若干I;
故选:BCDFHI;
(2)为了得出完整的图象,应采用分压接法,同时因正向电阻较小,故可以采用外接法,原理图如图;
(3)为了防止超过最大电压,可以在电路中串接保护电阻;同时也可以通过实验方法,即慢慢调节滑动触片,注视电流表,使电压表示数不得超过40V;
故答案为:(1)右;(2)(1)BCDFHI; (2)如图;(3)在二极管支路串入一阻值合适的分压电阻起保护作用.

点评 本题考查了欧姆表的原理及伏安特性曲线,综合性较强,要求学生能全面掌握实验知识;注意欧姆表的原理及分压接法等基本原理.

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