Question

20．發(fā)光二極管（LED）近年來(lái)被人們譽(yù)為是本世紀(jì)的新型光源．有一些手燈就是用幾個(gè)發(fā)光二極管并聯(lián)后作為光源使用的，其發(fā)光效率很高．它在正常工作時(shí)，正向壓降約3.2V，電流在20mA左右．現(xiàn)取這樣一只發(fā)光二極管（電路符號(hào)用表示），現(xiàn)要測(cè)量它的伏安特性，另提供有下列的實(shí)驗(yàn)器材：
A．電流表A₁（量程30mA，內(nèi)阻約為20Ω）
B．電流表A₂（量程1A，內(nèi)阻約為1Ω）
C．電壓表V₁（量程5V，內(nèi)阻3kΩ）
D．電壓表V₂（量程15V，內(nèi)阻15kΩ）
E．滑動(dòng)變阻器R₁（阻值0～20Ω，額定電流2A）
F．滑動(dòng)變阻器R₂（阻值0～1kΩ，額定電流0.5A）
（1）除穩(wěn)壓直流電源E（4V）、開(kāi)關(guān)和帶夾子的導(dǎo)線(xiàn)若干外，還需選用的其它器材有ACE（填選項(xiàng)前字母）；
（2）在虛線(xiàn)方框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)LED正常工作時(shí)的正向電壓選擇電壓表，根據(jù)LED正常工作時(shí)的電流大小選擇電流表．
（2）要描繪LED的伏安特性曲線(xiàn)，電壓表與電流表應(yīng)從零開(kāi)始變化，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法，根據(jù)待測(cè)LED電阻與電表內(nèi)阻間的關(guān)系確定電流表采用內(nèi)接法還是外接法，然后作出實(shí)驗(yàn)電路圖．

解答 解：（1）LED正常工作時(shí)，正向電壓約3.2V，因此電壓表可選C、電壓表V₁ （量程3V，內(nèi)阻約為1KΩ），LED正常工作時(shí)電流在2OmA左右，為0.6A的60分之一，使用電流表A₂（量程0.6A，內(nèi)阻約為5Ω）讀數(shù)誤差較大，電流表應(yīng)選A、電流表A₁（量程30mA，內(nèi)阻約為20Ω）；滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法；故選擇最大電阻較小的E；
（2）描繪LED的伏安特性曲線(xiàn)，電壓表與電流表示數(shù)應(yīng)從零開(kāi)始變化，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法；LED正常工作時(shí)電阻約為R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.2}{0.02}$=160Ω，$\frac{R}{{R}_{A}}$=$\frac{160}{20}$=8，$\frac{{R}_{V}}{R}$=$\frac{3000}{160}$≈18，
$\frac{R}{{R}_{A}}$＜$\frac{{R}_{V}}{R}$，故電流表采用外接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示．
故答案為：（1）ACE；（2）如圖所示；

點(diǎn)評(píng) 本題考查了選擇實(shí)驗(yàn)器材、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，確定滑動(dòng)變阻器接法與電流表接法是正確設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路的關(guān)鍵．