Question

17．发光二极管（LED）是由镓（Ga）、砷（As）与磷（P）等的化合物制成的一种能够发光的半导体电子元件，通常用在电路及仪器中作为指示灯，或组成文字或数字显示，其显著的特点就是具有单向导电性．其电路符号如图甲所示，正常使用时带“+”号的一端应接在电源的正极，带“-”号的一端应接在电源的负极．某课外活动小组用实验方法测得某型号发光二极管两端的电压U和通过它的电流I的数据如表所示：

实验序号	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
U/V	0	0.4	0.8	1.2	1.6	2.0	2.4	2.6	2.8	3.0
I/mA	0	0.9	2.3	4.3	6.8	12.0	19.0	24.0	30.0	37.0

（1）如图乙、丙有两个可供选择的电路，应选图丙（填“乙”或“丙”）电路进行实验，实验中的系统误差主要是由电压表分流引起的．
（2）请在坐标纸上用描点法画出该型号发光二极管的伏安特性曲线．
（3）若该型号发光二极管的最佳工作电压为2.5V，现用5V的稳压电源供电，则需要在电路中串联一个电阻R才能使其处于最佳工作状态，请根据所画出的该型号二极管的伏安特性曲线进行分析，串联的电阻R的阻值为119Ω．（结果保留三位有效数字）

Answer 1

分析 （1）根据表中实验数据确定滑动变阻器的接法，然后选择实验电路；根据实验电路应分析实验误差．
（2）应用描点法作出图象．
（3）由图示图示求出二极管最佳工作电压对应的电流，然后应用串联电路特点与欧姆定律求出串联电阻阻值．

解答 解：（1）由表中实验数据可知，电压与电流从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，故选择图丙所示实验电路；
由图丙所示实验电路图可知，电流表采用外接法，由于电压表的分流作用会使所测电流偏大，这是系统误差的形成原因．
（2）根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后根据坐标系中描出的点作出图象如图所示：

（3）由图示图象可知，二极管电压为2.5V时电流：I=21mA=0.021A，
串联电阻阻值：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{E-{U}_{二极管}}{I}$=$\frac{5-2.5}{0.021}$≈119Ω；
故答案为：（1）丙，电压表分流；（2）图象如图所示；（3）119．

点评 本题考查了实验电路的选择、实验数据处理，根据实验数据确定滑动变阻器采用分压接法是选择实验电路的关键；要掌握应用图象法处理实验数据的方法．