Question

12．有一個二極管（）標(biāo)有“5V，0.005A”的字樣．現(xiàn)要盡量精確描繪這個二極管完整的伏安特性圖線．有下列器材供選用：
A．電壓表V₁（0～5V，內(nèi)阻為1kΩ）
B．電壓表V₂（0～10V，內(nèi)阻約為2kΩ）
C．電流表A₁ （0～0.5A，內(nèi)阻為1Ω）
D．電流表A₂（0～1.0A，內(nèi)阻約為0.4Ω）
E．滑動變阻器R₁（10Ω，2A）
F．定值電阻R₂=19Ω
G．學(xué)生電源（直流12V），還有電鍵、導(dǎo)線若干
（1）滑動變阻器應(yīng)采用分壓式（填：分壓式或限流式）
（2）實驗中所用電壓表應(yīng)選用A，電流表應(yīng)選用C（填：A或B、C或D）．
（3）請設(shè)計本實驗的電路，并在如圖方框內(nèi)畫出電路圖．

Answer 1

分析 本題（1）根據(jù)描繪伏安特性曲線實驗要求電流從零調(diào)可知變阻器應(yīng)采用分壓式接法；題（2）根據(jù)二極管的額定電壓來選擇電壓表量程，由于二極管的額定電流遠小于給出的電流表量程，可考慮將二極管與定值電阻并聯(lián)后再與電流表串聯(lián)；題（3）由于二極管與定值電阻并聯(lián)后電阻遠小于電壓表內(nèi)阻，電流表應(yīng)用外接法．

解答 解：（1）描繪伏安特性曲線實驗要求電流從零調(diào)，所以變阻器應(yīng)采用分壓式接法；（2）根據(jù)二極管銘牌“5V，0.005A”可知電壓表應(yīng)選擇A；
由于給出的電流表量程遠大于二極管的額定電流，所以不能直接將電流表與二極管串聯(lián)使用，此時二極管和電壓表兩端總電壓為U=5+5=10V；

由于電壓表的滿偏電流為${I}_{V}^{\;}$=$\frac{U}{{R}_{V}^{\;}}$=$\frac{5}{1000}A=0.005A$與二極管的額定電流相等，所以應(yīng)將二極管與電壓表串聯(lián)使用；
由于電流表${A}_{1}^{\;}$與定值電阻${R}_{2}^{\;}$串聯(lián)后的總電壓為${U}_{\;}^{′}$=${I}_{A}^{\;}•{（R}_{A}^{\;}{+R}_{2}^{\;}）$=0.5×（1+19）V=10V，所以電流表應(yīng)選擇C；
（3）根據(jù)上面的分析可知，變阻器應(yīng)采用分壓式接法；二極管與電壓表串聯(lián)，定值電阻${R}_{2}^{\;}$與電流表串聯(lián)，再將它們并聯(lián)，如圖所示：

故答案為：（1）分壓式；（2）A，C；（3）如圖

點評 應(yīng)明確：①應(yīng)根據(jù)待測電阻的額定電壓與額定電流大小來選擇電壓表與電流表的量程，當(dāng)電表的量程過大或過小時，應(yīng)根據(jù)歐姆定律進行改裝；②當(dāng)實驗要求電流從零調(diào)時，變阻器應(yīng)采用分壓式接法；③當(dāng)待測電阻遠小于電壓表內(nèi)阻時，電流表應(yīng)用外接法，一般通過比較$\frac{{R}_{V}^{\;}}{{R}_{x}^{\;}}$與$\frac{{R}_{x}^{\;}}{{R}_{A}^{\;}}$的大小來選擇．