Question

17．發光二極管（LED）是由鎵（Ga）、砷（As）與磷（P）等的化合物制成的一種能夠發光的半導體電子元件，通常用在電路及儀器中作為指示燈，或組成文字或數字顯示，其顯著的特點就是具有單向導電性．其電路符號如圖甲所示，正常使用時帶“+”號的一端應接在電源的正極，帶“-”號的一端應接在電源的負極．某課外活動小組用實驗方法測得某型號發光二極管兩端的電壓U和通過它的電流I的數據如表所示：

實驗序號	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）如圖乙、丙有兩個可供選擇的電路，應選圖丙（填“乙”或“丙”）電路進行實驗，實驗中的系統誤差主要是由電壓表分流引起的．
（2）請在坐標紙上用描點法畫出該型號發光二極管的伏安特性曲線．
（3）若該型號發光二極管的最佳工作電壓為2.5V，現用5V的穩壓電源供電，則需要在電路中串聯一個電阻R才能使其處于最佳工作狀態，請根據所畫出的該型號二極管的伏安特性曲線進行分析，串聯的電阻R的阻值為119Ω．（結果保留三位有效數字）

Answer 1

分析 （1）根據表中實驗數據確定滑動變阻器的接法，然后選擇實驗電路；根據實驗電路應分析實驗誤差．
（2）應用描點法作出圖象．
（3）由圖示圖示求出二極管最佳工作電壓對應的電流，然后應用串聯電路特點與歐姆定律求出串聯電阻阻值．

解答 解：（1）由表中實驗數據可知，電壓與電流從零開始變化，滑動變阻器應采用分壓接法，故選擇圖丙所示實驗電路；
由圖丙所示實驗電路圖可知，電流表采用外接法，由于電壓表的分流作用會使所測電流偏大，這是系統誤差的形成原因．
（2）根據表中實驗數據在坐標系內描出對應點，然后根據坐標系中描出的點作出圖象如圖所示：

（3）由圖示圖象可知，二極管電壓為2.5V時電流：I=21mA=0.021A，
串聯電阻阻值：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{E-{U}_{二極管}}{I}$=$\frac{5-2.5}{0.021}$≈119Ω；
故答案為：（1）丙，電壓表分流；（2）圖象如圖所示；（3）119．

點評 本題考查了實驗電路的選擇、實驗數據處理，根據實驗數據確定滑動變阻器采用分壓接法是選擇實驗電路的關鍵；要掌握應用圖象法處理實驗數據的方法．