Question

【題目】LED燈的核心部件是發光二極管。某同學欲測量一只工作電壓為2.9V的發光 二極管的正向伏安特性曲線，所用器材有：電壓表(量程3V，內阻約3kΩ)，電流表 (用多用電表的直流25mA擋替代，內阻約為5Ω)，滑動變阻器(0-20Ω)，電池組（內 阻不計），電鍵和導線若干。他設計的電路如圖(a)所示。回答下列問題：

(1)根據圖(a)，在實物圖(b)上完成連線_______；

(2)調節變阻器的滑片至最____端（填“左”或“右”），將多用電表選擇開關拔至直流25mA擋，閉合電鍵；

(3)某次測量中，多用電表示數如圖(c)，則通過二極管的電流為_____ mA；

(4)該同學得到的正向伏安特性曲線如圖(d)所示。由曲線可知，隨著兩端電壓增加，二極管的正向電阻____（填“增大”、“減小”或“不變”）；當兩端電壓為2.9V時，正向電阻為_____kΩ（結果取兩位有效數字）；

(5)若實驗過程中發現，將變阻器滑片從一端移到另一端，二極管亮度幾乎不變，電壓表示數在2.7V-2.9V之間變化，試簡要描述一種可能的電路故障：____。

Answer 1

【答案】連線如圖； 左； 15.8-16.2 減小； 0.15-0.16 連接電源負極與變阻器的導線斷路。

【解析】

（1）根據多用電表紅黑表筆的接法：“紅進黑出”可知，黑表筆接二極管，紅表筆接滑動變阻器，滑動變阻器采用分壓式接法，則連線如圖：

（2）為保護電路，開關閉合前需將滑動變阻器的滑片置于最大阻值處，即最左端；

（3）多用電表所選量程為25mA，則電流表讀數為（答案在范圍內均可）；

（4）圖像中，圖線斜率表示電阻的倒數，由圖可知，隨著電壓的增加，斜率逐漸增大，則二極管的電阻逐漸減小；當兩端電壓為2.9V時，電流表示數為19.0mA，則電阻大小為（答案在范圍內均可）；

（5）由于二極管的正向電阻約為0.15kΩ，遠大于滑動變阻器的最大阻值，因此若實驗中，將變阻器滑片從一端移到另一端，二極管亮度幾乎不變，電壓表示數在2.7V-2.9V之間變化，則有可能是滑動變阻器與二極管串聯，導致電路中總電阻較大，總電流較小，所以電壓表的示數變化較小，故故障可能是連接電源負極與變阻器的導線斷路。