【题目】LED灯的核心部件是发光二极管。某同学欲测量一只工作电压为2.9V的发光 二极管的正向伏安特性曲线,所用器材有:电压表(量程3V,内阻约3kΩ),电流表 (用多用电表的直流25mA挡替代,内阻约为5Ω),滑动变阻器(0-20Ω),电池组(内 阻不计),电键和导线若干。他设计的电路如图(a)所示。回答下列问题:

(1)根据图(a),在实物图(b)上完成连线_______

(2)调节变阻器的滑片至最____端(填),将多用电表选择开关拔至直流25mA挡,闭合电键;

(3)某次测量中,多用电表示数如图(c),则通过二极管的电流为_____ mA

(4)该同学得到的正向伏安特性曲线如图(d)所示。由曲线可知,随着两端电压增加,二极管的正向电阻____(填增大减小不变);当两端电压为2.9V时,正向电阻为_____(结果取两位有效数字);

(5)若实验过程中发现,将变阻器滑片从一端移到另一端,二极管亮度几乎不变,电压表示数在2.7V-2.9V之间变化,试简要描述一种可能的电路故障:____

【答案】连线如图; 左; 15.8-16.2 减小; 0.15-0.16 连接电源负极与变阻器的导线断路。

【解析】

1)根据多用电表红黑表笔的接法:“红进黑出”可知,黑表笔接二极管,红表笔接滑动变阻器,滑动变阻器采用分压式接法,则连线如图:

2)为保护电路,开关闭合前需将滑动变阻器的滑片置于最大阻值处,即最左端;

3)多用电表所选量程为25mA,则电流表读数为(答案在范围内均可);

4图像中,图线斜率表示电阻的倒数,由图可知,随着电压的增加,斜率逐渐增大,则二极管的电阻逐渐减小;当两端电压为2.9V时,电流表示数为19.0mA,则电阻大小为(答案在范围内均可);

5)由于二极管的正向电阻约为0.15kΩ,远大于滑动变阻器的最大阻值,因此若实验中,将变阻器滑片从一端移到另一端,二极管亮度几乎不变,电压表示数在2.7V-2.9V之间变化,则有可能是滑动变阻器与二极管串联,导致电路中总电阻较大,总电流较小,所以电压表的示数变化较小,故故障可能是连接电源负极与变阻器的导线断路。

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