因此，测量二极管正向和小灯泡伏安特性曲线时，采用电流表外接电路；测量二极管反向伏安特性曲线时，采用电流表内接电路。
正向（死区电压），最高电压很小， 2CW型稳压二极管一般约1V左右。反向，一旦达到击穿电压，继续增加电压，电流变化相当快。因此，测量时须仔细调节电压电流，不要使电流超过最大工作电流。
（2）建立经验公式
通过实验方法探索物理规律，寻找两个相关物理量之间的函数关系式，建立经验公式。基本方法如下： ① 实验测量相关两个物理量的变化关系数据。
② 用直角坐标做出物理量之间的关系曲线，并根据曲线形状选择函数关系的形式，建立数学模型。 ③ 利用数据处理的有关知识，求解函数关系中常数，确定经验公式。一般采用最小二乘法通过计算机进行曲线拟合，也可以通过曲线改直用作图法、最小二乘法、逐差法等数据处理方法进行计算。
④ 用实验数据验证经验公式。
（3）伏安特性曲线函数形式
二极管正向伏安特性曲线函数形式：U?B?Alg(I?1)
小灯泡伏安特性曲线的函数形式：I?Alg?U?1?
〔仪器用具〕
实验仪器和用具如图1所示。
（1）电压表、电流表：测量电压、电流。 （2）滑线变阻器：组成二级分压电路。 （3）稳压电源：提供工作电压。
（4）待测电阻元件和其他用具：2CW104稳压二极管，小灯泡，开关，导线等。
滑线变阻器 稳压电源 电压表 电流表 二极管 小灯泡 图1 实验仪器和实验用具 〔实验内容与要求〕
1．实验内容
（1）测量2CW型二极管的正向伏安特性。
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（2）测量2CW型二极管的反向伏安特性。 （3）测量小灯泡的伏安特性曲线。
2．测量与数据处理要求
（1）做实验前仔细阅读“实验指示牌”中各项内容，并且贯彻在自己的实验中。
（2）自己阅读教材P76～81、P86～87、P5，了解电学实验的基本操作规程，认识电表，学习电表极限误差的计算方法，了解分压电路和限流电路，理解探索物理规律、建立经验公式的基本实验方法。
（3）正确选用电流表内接法或外接法连接测量电路，合理选择电压表和电流表量程，练习熟悉不同量程下电表的正确读数。
（4）测量二极管正向伏安特性曲线时，在电流值1mA以下，从0开始，以电压变化为基准，每隔0.1V测量一个点；在电流值1mA以上，电压每隔0.02V测量一个点；测量电流最大值小于最大工作电流。
（5）测量二极管反向伏安特性曲线时，在电流值1mA以下，从0开始，以电压变化为基准，每隔1V测量一个点；在电流值1mA以上，电流每隔5mA测量一个点；测量电压最大值小于额定工作电压。
（6）测量小灯泡伏安特性曲线时，在电压值1V以下，从0开始，以电压变化为基准，每隔0.2V测量一个点；在电压值1V以上，每隔0.5V测量一个点；测量电压最大值小于额定工作电压6.3V。
（7）在同一张直角坐标纸上画出2CW型二极管的正向和反向伏安特性曲线，分析二极管的伏安特性。正确选择坐标轴比例，标明刻度、单位和图名，连平滑的曲线，曲线不必通过每个实验点。
（8）在直角坐标纸上画出小灯泡的伏安特性曲线，并与二极管的正向伏安特性比较分析伏安特性。
（9）在直角坐标纸上作小灯泡I?lg(U?1)图线（直线），求解斜率和截距，建立小灯泡伏安经验公式，
并进行验证。求斜率时不能利用测量的数据点，而应从所画的直线上取相距比较远的两个点。
（10）列表记录数据，表格规范，不能使用铅笔记录数据。
（11）在数据签字之前不要整理实验仪器，保持测量原貌；老师检查合格、数据签字之后必须整理好实验器材，方可离开实验室。
〔注意事项〕
1、测量过程中不要改变电压表和电流表的量程，以免测量曲线出线跳变。
2、操作时必须注意二极管和小灯泡的正、反向电流（或电压）不能超过实验室所给出的最大值，否则可能会损坏二极管和小灯泡。
3、二极管的正向和反向伏安特性曲线可以画在同一张坐标纸上。此时坐标轴比例可选取不同值，以使曲线大小合适。
4、为了了解小灯泡伏安曲线的全貌，测量范围要适当宽一点，比如对额定电压是6.3V的小灯泡，最好取电压测量范围0-6V。
5、对描点法画伏安特性曲线的要求：
（1）二极管的伏安特性曲线：平滑（或光滑，有取平均的含义）、细、曲线。 （2）小灯泡的伏安特性曲线：细、直线（包含取平均的含义）。 （3）写图名，标上刻度和单位。
（4）习惯上，二极管的正向伏安特性曲线画在第一象限，反向伏安特性曲线画在第三象限，横坐标表示电压，纵坐标表示电流。
〔问题思考与讨论〕
（1）什么是伏安特性曲线？
（2）用伏安法测量伏安特性曲线有哪两种接线方法？分别在什么条件下使用？ （3）请画图说明电流表内接法和外接法。
（4）线性元件和非线性元件的伏安特性曲线各有什么特点？ （5）如何根据测量曲线的变化趋势合理选择测量点？ （6）什么是二极管的死区电压？
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（7）什么是二极管的反向击穿区电压？
（8）稳压二极管工作在什么区？为什么能够起到稳压作用？ （9）如何做探索规律的物理实验？
（10）实验中如何判断测量数据是否合理？
〔数据记录与处理〕
1、 测量二极管的正向、反向伏安特性曲线
表1 测量2CW型二极管的正向伏安特性数据记录表
电压 U/V 0.630 0.640 0.660 0.680 0.700 0.720 0.740 0.760 0.780 0.800 0.820 0.840 0.860 电流 I /mA 0 1 2 4 8 16 28 45 65 89 122 154 197 0.5级电压表，量程1.5V；1.0级电流表量程200mA。
200190180170160150140130120mA110I/100电流90807060504030201000.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0电压U/V图2 2CW型二极管的正向伏安特性曲线
表2 测量2CW型二极管的反向伏安特性数据记录表 电压 v/V 10.60 10.70 10.75 10.80 10.90 11.00 11.05 电流 I /mA 0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 0.5级电压表，量程15V；1.0级电流表量程50mA。
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302520/mA15电流I10500123456789101112电压U/V图3 2CW型二极管的反向伏安特性曲线
2、测量小灯泡伏安特性曲线
表3 测量小灯泡伏安特性曲线的数据记录表
电压 v/V 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00 电流 I /mA 0 30 42 52 60 68 75 81 88 94 100 104 109 0.5级电压表，量程7.5V；1.0级电流表量程200mA。
1101009080A70I/m60电流504030201000123456电压U/V图4 小灯泡伏安特性曲线
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3、建立经验公式
（1）2CW型二极管的正向伏安特性电压～电流函数关系
0.900.85U=0.0436Ln(I)+0.6077R2 = 0.9730.80/V0.75电压U0.700.650.601101001000电流(I+1)/mA图5 二极管正向伏安特性曲线半对数图线
应用最小二乘法进行曲线拟合，2CW型二极管的正向伏安特性电压电流函数关系：
U=0.0436Ln(I)+0.6077
其中电流单位mA，电压单位V，相关系数R2 = 0.973。
（2）小灯泡伏安特性电压～电流函数关系
110100I=51.881Ln(U+1)+5.21290R2 = 0.9933807060mAI/50电流4030201001电压（U+1）/V10图6 小灯泡伏安特性曲线半对数图线应用最小二乘法进行曲线拟合，小灯泡伏安特性电压电流函数关系：
I=51.881Ln(U+1)+5.212
其中电流单位mA，电压单位V，相关系数R2 =0.9933。
〔实验结果与结论〕
在常温常压条件下，测量结果为：
1．二极管的正向伏安特性电压电流函数关系
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