Question

2010年上海世博會(huì)上大量使用了LED發(fā)光二極管．小明設(shè)計(jì)了一個(gè)研究LED發(fā)光二極管特性的實(shí)驗(yàn)，用電壓表和電流表測(cè)LED發(fā)光二極管兩端的電壓U_D和通過它的電流I，將得到的數(shù)據(jù)記錄在下表中：

UD/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	13.0	17.8	24.0	28.2	37.0

請(qǐng)完成下列問題：
（1）小明用筆畫線表示導(dǎo)線，將圖1中實(shí)驗(yàn)器材連接成實(shí)驗(yàn)所需的電路，由于粗心漏畫了一條線，請(qǐng)你將這條線補(bǔ)畫好；
（2）在I-U圖2上畫出LED發(fā)光二極管的伏安特性曲線；
（3）已知該LED發(fā)光二極管的最佳工作電壓為2.5V，現(xiàn)用電動(dòng)勢(shì)為3V內(nèi)阻為5Ω的電源供電，需要串聯(lián)一個(gè)電阻R才能使二極管工作在最佳狀態(tài)，則該電阻值為

 

（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）由圖可知，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)采用分壓接法，滑動(dòng)變阻器應(yīng)先全部接入，再取其中一部分為二極管供電；
（2）由表格中數(shù)據(jù)選擇合適的標(biāo)度，采用描點(diǎn)法得出伏安特性曲線；
（3）由圖可知二極管工作在最佳狀態(tài)下的電流，由閉合電路歐姆定律可得出電阻值．

解答：解：（1）由電路圖可知，電路采用的是分壓接法，滑動(dòng)變阻器應(yīng)全部接入電路，開關(guān)應(yīng)能控制整體個(gè)電路，故應(yīng)將開關(guān)左側(cè)與滑動(dòng)變阻器左側(cè)相連，如圖所示；
（2）如圖選取電壓及電流標(biāo)度，采用描點(diǎn)法得出各點(diǎn)位置，用平滑的曲線將各點(diǎn)相連；如圖所示；
（3）由圖可知，當(dāng)二極管工作在最佳狀態(tài)時(shí)，圖中虛線所示，流過二極管的電流應(yīng)為22mA；
則由閉合電路歐姆定律可知：串聯(lián)電阻的分壓為：U=E-2.5-Ir=3-2.5-2.2×10^-3×5=0.489V；
則串聯(lián)電阻R=

U

I

=

0.489

22×10-3

=22Ω；
故答案為：（1）如圖；（2）如圖；（3）22±2；

點(diǎn)評(píng)：由于二極管電阻較小，故測(cè)定伏安特性曲線時(shí)應(yīng)采用滑動(dòng)變阻器的分壓接法．同時(shí)注意用好實(shí)驗(yàn)的原理．