Question

4．二极管是一种半导体元件，电路符号为．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，同学们首先用多用电表的欧姆档来判断它的正负极：当红表笔接二极管的左端、黑表笔接二极管的右端时，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）用多用电表的电阻“×1K”挡，按正确的操作步骤测此二极管的反向电阻，表盘示数如图1所示，则该电阻的阻值约为22kΩ．他还需要换挡重新测量吗？不需要（选填“需要”或“不需要”）．
（3）实验探究中他们选器材如下：
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50kΩ）
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
①为了提高测量精度，电压表应选用D，电流表应选用F．（填相应的字母代号）
②为了对二极管正向接入电路时的伏安特性曲线进行测绘探究，请在方框中画出电路图．

Answer 1

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）用欧姆表测电阻时要选择合适的挡位，使指针指在中央刻度线附近；欧姆表指针示数与挡位的乘积是欧姆表示数．
（3）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．

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）由图示表盘可知，欧姆表示数为：22×1k=22kΩ，由图示表盘可知，指针指在中央刻度线附近，不需要重新换挡测量；
（3）①由题意可知，采用的电源电压为3V，故为了安全和准确，电压表应选取D，3V的量程；该二极管允许通过的最大电流为50mA，故电流表应选F；
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，
故答案为：（1）左；（2）22k，不需要；（3）①D、F；②如图所示；

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，知道测量伏安特性曲线时要采用分压接法．