2014年10月7日，科学家赤崎勇，天野浩和中村修二因发明“高亮度蓝色发光二极管”获得诺贝尔物理学奖，诺贝尔奖评委会在关于获奖成就的声明中指出：“白炽灯照亮了20世纪，那么21世纪

Question

2014年10月7日，科学家赤崎勇，天野浩和中村修二因发明“高亮度蓝色发光二极管”获得诺贝尔物理学奖，诺贝尔奖评委会在关于获奖成就的声明中指出：“白炽灯照亮了20世纪，那么21世纪将是被LED灯照亮的”发光二极管（LED）在一些光电控制设备中用作光源，在许多电子设备中用作信号显示器，它的电路符号为正常使用时，带“+”的一端接高电势，带“-”的一段届低电势，某实验小组的同学们用实验方法探究某种型号的蓝色发光二极管正向接入电路时的伏安特性，实验室提供如下器材：

器材	规格（或参数）
待测蓝色发光二极管D	发光电压1.6V-3.0V
电压表V	量程3V，内阻约10kΩ
灵敏电流表mA	量程50mA，内阻约10Ω
滑动变阻器R	阻值0-20Ω，允许通过的最大电流0.5A
电池组E	电动势3V，内阻不计
电键一只，导线若干

现测得它两端的电压U和通过它的电流I的数据如表所示：

U/V	0	0.50	0.75	1.00	1.25	1.50	1.75	2.00	2.25	2.50
I/mA	0	0	0.2	1.8	3.9	8.6	14.0	21.8	33.5	50.0

①在虚线内画出该同学的实验电路图；
②在图中的小方格纸上用描点法画出该蓝色发光二极管的伏安特性曲线，由图线可知，蓝色发光二极管加正向电压时，I与U成______（填“线性”“非线性”）关系．
③同学们将该发光二极管与阻值为100Ω的定值电阻串联后接到输出电压恒为3W的电源两端，则二极管导通时的功率约为______W（计算结果保留一位有效数字）

Answer 1

（1）由于实验要求电流从零调，所以变阻器应用分压式接法，由于待测二极管电阻远小于电压表内阻，所以电流表应用外接法，电路图如图所示：

（2）如图建立直角坐标系，采用描点作图，如上图；
由图线可知，蓝色发光二极管加正向电压时，I与U成非线性关系．
（3）将100Ω定值电阻等效为电源内阻；在图中作出电源的伏安特性曲线，如图；则两曲线的交点为二极管工作点，
则由图象可知，二极管的工作电压约为1.7V；电流约为12mA；
则二极管导通时的功率约为P=UI=0.02W
故答案为：（1）如图
（2）伏安特性曲线如图； 非线性
（3）0.02