這絕對不是誤差

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1、這絕對不是誤差　　物理興趣小組在練習(xí)萬用表的使用實驗中，筆者給每個小組發(fā)了一些電阻元件和各種二極管，同學(xué)們興致勃勃地開始測量.忽然子航同學(xué)喊起來了：“不對呀，誤差怎么這么大呢？”原來他發(fā)現(xiàn)同一個二極管用歐姆檔的不同檔位來測，讀數(shù)相差了十倍左右.　　　　我問他：“這可能是誤差嗎？”，他想了想，“不可能，誤差絕對不可能這么大，一定是哪里出問題了.”我鼓勵他說：“那你想辦法找出問題的原因吧！”.聰明的子航很快想出了辦法：他從其他同學(xué)哪里借了幾塊萬用表，分別把剛才的二極管重新測量了幾遍，結(jié)果跟剛才一樣；他又找了規(guī)格相同的幾個二極管各自測量了一遍，結(jié)果依舊.

2、子航陷入了沉思.　　　　　　他探究的欲望被激發(fā)起來了，很快又設(shè)計了如下的探究方案：　　　　器材：指針萬用表、黃色發(fā)光二極管.　　　　探究方案：用萬用表的不同檔位分別測量二極管的正向電阻值，并觀察二極管的發(fā)光情況(如圖1).實驗結(jié)果如下：　　4　　　　　　Ω檔正向電阻值/Ω發(fā)光情況　　×138最亮　　×102.8×102較亮　　×1002.6×103較暗　　×1k1.9×104不亮　　　　“為什么會這樣呢？”　　　　“二極管亮度不同，說明在不同檔位流過二極管的電流不同，你研究一下萬用表的歐姆擋的原理，分析為什么不同擋位下同一只二極管電流會不同.”　　

3、　　子航認真研究了萬用表歐姆擋的電路圖，歐姆檔電路非常復(fù)雜，于是我指導(dǎo)他畫出簡化后的電路(如圖2)，原來不同的檔位就是通過改變分流電阻實現(xiàn)的.由歐姆表的原理可知，若用×1和×10檔指針指的位置相同，用×1檔時通過被測電阻的電流是用×10檔的10倍.前面四次測量中，指針的位置變化不多，所以通過二極管的電流依次遞減，約為前者的1/10，因此二級管的亮度也依次遞減.　　　　4　　子航疑惑地說：“可我還是不明白，我記得導(dǎo)體的電阻大小與通過導(dǎo)體的電流無關(guān)，可二極管為什么電阻隨電流變化這么大呢？”　　　　我提醒他：“你還記得咱們學(xué)習(xí)《歐姆定律》時指出，二極管屬

4、于非線性元件，歐姆定律并不適用.這樣吧，這里有傳感器，你設(shè)計實驗，描繪一下二極管的伏安特性曲線.”　　　　這對子航來說并非難事，因為前面剛剛做過描繪小燈泡的伏安特性曲線實驗，在物理興趣小組又經(jīng)常用數(shù)字化實驗裝置.他很快設(shè)計好電路(如圖3)，器材如下：電池組(3V)、滑動變阻器(0～20Ω)、黃色發(fā)光二極管、電壓傳感器、電流傳感器、數(shù)據(jù)采集器、開關(guān)和導(dǎo)線.　　　　筆者提醒他，調(diào)整滑動變阻器時注意，電流不要超過20mA，否則容易燒毀發(fā)光二級管.他得出二極管的伏安特性如圖4所示.　　　　　　由圖像可知，當二極管兩端的電壓由1.8V增大到2.3V的過程中，

5、電流迅速由零增大到20mA，可見用萬用表不同檔位測量二極管的正向電阻時差別很大，這絕不是誤差.甚至用不同型號萬用表的同樣檔位來量同一二極管的正向電阻，測量值也會不同，這是由二極管的伏安特性決定的.　　　　分析到這里，子航的興趣更濃了，“4老師，咱們用數(shù)字萬用表量量這這個二極管吧.”　　　　器材：數(shù)字萬用表、黃色發(fā)光二極管　　　　　　測量結(jié)果如圖5:當使用20M及以下電阻檔時，數(shù)字萬用表超量程(顯示1)，當用200M量程時，示數(shù)為1.9MΩ.　　4