5.2014年7月瑞典皇家科學院宣布:2014年諾貝爾物理學獎授予發(fā)明了藍色發(fā)光二極管(LED)的日本科學家,以表彰他們?yōu)樘岣呷祟惿钇焚|(zhì)所作的卓越貢獻,如圖甲為一個藍色發(fā)光二極管(LED)的示意圖,杭州少年科學院的“少年科學家”們對它的是電學特性進行研究.

(1)因藍色發(fā)光二極管(LED)示標明極性,少年科學家們利用多用電表的歐姆擋(選填“歐姆擋”、“電壓擋”或“電流擋”).探測二極管的極性,請你寫出正確的判斷方法:將紅黑表筆短接進行歐姆調(diào)零后,將紅表筆接a端、黑表筆接b端時,若多用電表指針偏角較小,而紅黑表筆反接時指針偏角較大,說明a端是發(fā)光二極管正極,反之,則b端是發(fā)光二極管的正極..
(2)為探究藍色發(fā)光二極管(LED)的伏安特性,測繪它的伏安特性曲線,少年科學家們得到科學探究實驗室老師的幫助,通過實驗,測得發(fā)光二極管兩端電壓U和通過它的電流I的數(shù)據(jù)如下表:
U/I01.501.801.902.002.082.192.33
I/mA000.010.020.040.060.090.20
U/V2.432.512.562.622.702.822.87 
I/mA0.500.801.003.005.009.0011.01 
①請在圖乙中以筆劃線代替導線,按照實驗要求將實物圖中的連線補充完整.
②請你根據(jù)少年科學家實驗時收集的數(shù)據(jù),在圖示的坐標紙中畫出該藍色發(fā)光二極管(LED)的伏安特性曲線(I-U圖象).
(3)若將該藍色發(fā)光二極管(LED)與一個電池組(電動勢為E=3V,內(nèi)阻不計),阻值R=150Ω的電阻串聯(lián),則該藍色發(fā)光二極管(LED)的發(fā)光功率約為0.0073W(結果保留2位有效數(shù)字).

分析 (1)明確黑表筆應與歐姆表內(nèi)部電池的正極相連紅表筆應與內(nèi)部電池的負極相連;
(2)①根據(jù)數(shù)據(jù)表中電流從零調(diào)可知變阻器應采用分壓式接法;②認真描點然后再用平滑的曲線連接各點即可.
(3)在該二極管的伏安特性曲上畫出等效電池組的伏安特性曲線,二曲線的交點即為電路工作點;由圖可明確電壓和電流,再由功率公式可求得功率.

解答 解:(1)歐姆表本身帶有電源,在分析二極管極性時需要電源;故應用多用電表的歐姆檔來判定二極管的極性,步驟是:將紅黑表筆短接進行歐姆調(diào)零后,將紅表筆接a端、黑表筆接b端時,若多用電表指針偏角較小,而紅黑表筆反接時指針偏角較大,說明a端是發(fā)光二極管正極,反之,則b端是發(fā)光二極管的正極.
(2)①從數(shù)據(jù)表中電流從零調(diào)可知變阻器應采用分壓式接法,連線圖如圖所示:
②畫出的I-U圖象如圖所示:
(3)在該二極管的伏安特性曲上畫出等效電池組的伏安特性曲線,二曲線的交點即為電路工作點,由圖可知,電壓為2.6V,電流為2.8mA;則功率P=2.6V×2.8mA=7.3mW=0.0073W;
故答案為:(1)歐姆檔;將紅黑表筆短接進行歐姆調(diào)零后,將紅表筆接a端、黑表筆接b端時,若多用電表指針偏角較小,而紅黑表筆反接時指針偏角較大,說明a端是發(fā)光二極管正極,反之,則b端是發(fā)光二極管的正極.
(2)①如圖;②如圖;
(3)0.0073W.

點評 本題考查伏安特性曲線的實驗問題,應注意明確:①歐姆表內(nèi)部電源的正極應與黑表筆相連,電源負極應與紅表筆相連;②當要求電流從零調(diào)時,變阻器應采用分壓式接法.

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