Question

（2009?南京一模）發光二極管是目前很多用電器指示燈的電子元件，在電路中的符號是“”只有當電流從標有“+”號的一端流入，從標有“一”號的一端流出時，它才能發光．這時可將它視為一個純電阻．如圖1為某廠家提供的某種型號發光二極管的伏安特性曲線．
①已知該型號的發光二極管的正常工作屯壓為2 0V．若用電動勢為6.0V，內阻可以忽略不計的直流電源供電，為使該二極管正常工作，需要在電源和二極管之間串聯一只阻值為

200

Ω的定值電阻．
②已知該型號的發光二極管允許通過的最大電流為56mA，請用實驗驗證這種元件的伏安特性曲線與廠家提供的數據是否一致．可選用的器材有：
待測發光二極管；
直流電源E（電動勢4.5V，內阻可以忽略不計）；
滑動變阻器R（最大阻值為20Ω）；
電壓表V₁（量程10V，內阻約50kΩ）；
電壓表V₂（量程5V，內阻約20kΩ）；
電流表A₁（量程100mA，內阻約50Ω）；
電流表A₂（量程60mA，內阻約100Ω）；
電鍵S、導線若干；
為準確、方便地進行檢測，電壓表應選用

V₂

，電流表應選用

A₂

（填字母符號）
⑧畫出利用②中器材設計的實驗電路圖．

④按照正確的電路囹連接圖2中的實物圖，要求使滑動變阻器的滑動觸頭向右移動時流過二極管的電流增大．

Answer 1

分析：①根據發光二極管正常發光時的電壓得出電流的大小，結合閉合電路歐姆定律求出定值電阻的大小．
②根據器材選擇的原則，精確、安全，來確定電壓表和電流表的量程．
③因為電壓和電流需從零開始測起，則滑動變阻器采用分壓式接法，根據二極管的電阻大小確定電流表的內外接．
④根據電路圖連接實物圖．

解答：解：①發光二極管的正常工作電壓為2 0V．則此時的電流為0.02A，則串聯的定值電阻R=

E-U

I

=

6-2

0.02

Ω=200Ω．
②因為發光二極管允許通過的最大電流為56mA，所以電流表選擇A₂誤差較小，根據圖1知，二極管兩端的電壓在最大電流時，電壓小于4V，所以電壓表選擇V₂誤差較小．
③因為電壓和電流需從零開始測起，則滑動變阻器采用分壓式接法；二極管的電阻大約為

2

0.02

Ω=100Ω，遠小于電壓表的內阻，屬于小電阻，所以電流表采用外接法．電路圖如圖所示．
④根據電路圖連接實物圖，滑動變阻器的滑動觸頭向右移動時二極管兩端的電壓增大．如圖所示．
故答案為：①200Ω；                            
②V₂；A₂
③如圖所示

④

點評：解決本題的關鍵掌握器材選取的原則，以及知道滑動變阻器分壓式接法和限流式接法的區別，電流表內外接的區別．