Question

20．二極管是一種半導體元件，它的符號為“”，其特點是具有單向導電性，即電流從正極流入時電阻比較小，而從負極流入時電阻比較大．
（1）某課外興趣小組想要描繪某種晶體二極管的伏安特性曲線．因二極管外殼所印的標識模糊，為判斷該二極管的正、負極，他們用多用電表電阻擋測二極管的正、反向電阻．其步驟是：將選擇開關旋至合適倍率，進行歐姆調零，將黑表筆接觸二極管的左端、紅表筆接觸右端時，指針偏角比較�。�然后將紅、黑表筆位置對調后再進行測量，指針偏角比較大，由此判斷右（選填“左”、“右”）端為二極管的正極．
（2）廠家提供的伏安特性曲線如圖1，為了驗證廠家提供的數據，該小組對加正向電壓時的伏安特性曲線進行了描繪，可選用的器材有：
A．直流電源E：電動勢3V，內阻忽略不計        
B．滑動變阻器   R：0～20Ω
C．電壓表 V₁：量程5V、內阻約50kΩ          
D．電壓表 V₂：量程3V、內阻約20kΩ
E．電流表 A₁：量程0.6A、內阻約0.5Ω        
F．電流表 A₂：量程50mA、內阻約5Ω
G．待測二極管D                              
H．單刀單擲開關S，導線若干
為了提高測量結果的準確度，電壓表應選用D，電流表應選用F（填序號字母）．
（3）為了達到測量目的，請在圖2的虛線框內畫出正確的實驗電路原理圖．
（4）為了保護二極管，正向電流不要超過25mA，請你對本實驗的設計或操作提出一條合理的建議：在二極管支路串入一阻值合適的限流電阻起保護作用
．

Answer 1

分析 （1）二極管具有單向導電性，當接反向電壓時，二極管的電阻很大，由歐姆表的示數可知二極管的極性；
（2）電源已知，根據電源的電動勢可以選出電壓表，由圖中示數可以選出電流表；
（3）為了得到范圍較大的測量值，本實驗應選擇分壓接法，為了準確應選用電流表外接法；
（4）要控制電路關鍵在于控制二極管兩端的電壓，故可以通過加入保護電阻分壓，或在調節時讓滑動變阻器分壓慢慢變大，進行控制．

解答 解：（1）歐姆表內部有電源，電源正極接在負接線柱上，當紅表筆接觸右端時，說明紅表筆接入電源的負極；此時指針偏角較小，說明電阻較大，故說明接入了反向電壓，故二極管右端應為正極；
 電源電壓為3V，故電壓表應選3V量程進行測量；而由坐標可知，電路中電流較小，故電流表應選50mA的即可；
（3）為了得出完整的圖象，應采用分壓接法，同時因正向電阻較小，故可以采用外接法，原理圖如圖；
（4）為了防止超過最大電流，可以在電路中串接保護電阻；同時也可以通過實驗方法，即慢慢調節滑動觸片，注視電流表，使電流表示數不得超過25mA；
故答案為：（1）右；（2）D  F （3）見圖  （4）在二極管支路串入一阻值合適的限流電阻起保護作用；（可能的答案：a．在二極管支路串人一阻值合適的限流電阻起保護作用．b．閉合開關前滑動觸頭停在最左端，向右移動滑動觸頭時應緩慢進行，同時仔細觀察電流表示數變化，以防止電流超過25 mA只要回答合理均可）

點評 本題考查了歐姆表的原理及伏安特性曲線，綜合性較強，要求學生能全面掌握實驗知識；注意歐姆表的原理及分壓接法等基本原理．