Question

20．二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（选填“左”、“右”）端为二极管的正极．
（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，该小组对加正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3V，内阻忽略不计        
B．滑动变阻器   R：0～20Ω
C．电压表 V₁：量程5V、内阻约50kΩ          
D．电压表 V₂：量程3V、内阻约20kΩ
E．电流表 A₁：量程0.6A、内阻约0.5Ω        
F．电流表 A₂：量程50mA、内阻约5Ω
G．待测二极管D                              
H．单刀单掷开关S，导线若干
为了提高测量结果的准确度，电压表应选用D，电流表应选用F（填序号字母）．
（3）为了达到测量目的，请在图2的虚线框内画出正确的实验电路原理图．
（4）为了保护二极管，正向电流不要超过25mA，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限流电阻起保护作用
．

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）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；
（3）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；
（4）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；
 电源电压为3V，故电压表应选3V量程进行测量；而由坐标可知，电路中电流较小，故电流表应选50mA的即可；
（3）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；
（4）为了防止超过最大电流，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，使电流表示数不得超过25mA；
故答案为：（1）右；（2）D  F （3）见图  （4）在二极管支路串入一阻值合适的限流电阻起保护作用；（可能的答案：a．在二极管支路串人一阻值合适的限流电阻起保护作用．b．闭合开关前滑动触头停在最左端，向右移动滑动触头时应缓慢进行，同时仔细观察电流表示数变化，以防止电流超过25 mA只要回答合理均可）

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．