Question

LED二极管的应用是非常广泛的，2014年诺贝尔物理学奖被授予了日本科学家赤崎勇，天野浩和美籍日裔科学家中村修二，以表彰他们发明了蓝色发光二极管(LED)，并因此带来的新型节能光源．某同学想要描绘某发光二极管的伏安特性曲线，实验测得它两端的电压U和通过它的电流I的数据如下表所示.

U/V	0.0	0.40	0.80	1.20	1.60	2.00	2.40	2.80
I/mA	0.0	0.9	2.3	4.3	6.8	12.0	19.0	30.0

实验室提供了以下器材：

A．电压表(量程0～3 V，内阻约20 kΩ)

B．电压表(量程0～15 V，内阻约100 kΩ)

C．电流表(量程0～50 mA，内阻约40 Ω)

D．电流表(量程0～0.6 A，内阻约2 Ω)

E．滑动变阻器(阻值范围0～20 Ω，允许最大电流2 A)

F．电源(电动势6 V，内阻不计)

G．开关，导线若干

(1)该同学做实验时，电压表选用的是　________　，电流表选用的是　________　(填选项字母)．

(2)如图甲中的实物连线已经连了部分电路，请按实验要求将实物图中的连线补充完整_____．

(3)根据表中数据，请在图乙中画出该二极管的I­U图线_____．

(4)若此发光二极管的最佳工作电流为15 mA，现将此发光二极管与电动势为3 V、内阻不计的电池组相连，还需串联一个阻值R＝　________　Ω的电阻，才能使它工作在最佳状态．(结果保留两位有效数字)

Answer

A C 53

【解析】

(1)[1]根据实验数据表可知电压最大为2.80 V，最大电流为30.0 mA，所以电压表应选择A，电流表应选择C.

(2)[2]通过估算二极管的阻值可知满足，所以电流表应用外接法，由于电流、电压从零开始调节，所以滑动变阻器应采用分压式接法，连线图如图丙所示：

(3)[3]画出的I-U图象如图所示：

(4)[4][5]根据闭合电路欧姆定律应有，由IU图象可读出I＝15 mA时对应的电压：U＝2.2 V，可求出Rx≈146.7 Ω，代入数据解得：

R≈53 Ω。