二极管在汽车类春季高考中的易错点分析

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  摘 要:春季高考凭借其考试内容简单,提前对专业课进行学习和升本率高的优势得到了越来越多的学生和家长认可。但由于春季高考生源普遍具备学习方法和习惯偏差,玩心重,主动学习意识不强等问题,使考生们在春季高考的路上仍是困难重重。本文通过多年教学经验对学生在二极管知识中的易错点进行整理分析,便于教学和学生学习。
  关键词:二极管 单向导电性 分析 二极管的参数
  春季高考为考生步入本科院校提供了捷径,而今,各类职业院校纷纷开办春季高考班来提高学校知名度或招揽生源,部分普通高中也看准了春考这块肥肉,把成绩不理想的学生分流,进行春季高考的补习来增加本科升学率。但由于春季高考生源的特殊性,使考生们在高考的路上仍是困难重重。以电工电子教学中的二极管知识为例:基础知识掌握不牢固,变通性不强,二极管特性和参数理解不到位等,都成为了学生考试不能取得高分的原因。
  一、汽车专业的发展前景
  目前汽车工业的增长为汽车服务业带来了极大的机遇与挑战。随着汽车数量的增加,汽车维修人员的缺乏,急需一批专业强、素质高的汽车维修和服务类人才带动中国汽车行业的不断进步。山东省春季高考增加了汽车类专业知识考试,去年本科录取分数线仅400分,激增了不少考生报名学习。其中汽车电工电子基础知识约占试题比例的15%,主要以选择题和综合类题目为主,半导体二极管的相关知识是重点考试内容之一。
  二、二极管在汽车类专业考试中的考纲要求
  1.了解半导体二极管的单向导电性,主要参数。
  2.会用万用表判别二极管的管脚极性及质量。
  三、二极管在汽车类春季高考中的易错点分析
  1.半导体二极管的状态判断类题目分析。
  1.1单向导电性是半导体二极管的基本特性,即:二极管加正向电压时导通,反向电压时截止,且理想状态下,二极管导通后电阻为零,截止时电阻为∞。此考点为基础考点,内容较简单,一般不易出错,但也经常结合二极管的特性曲线来进行考核,此类内容学生易出现混淆和错误。
  例1.硅二极管两端加正向电压时 ( )
  A.不论电压大小立即导通 B.超过0.3V时才导通
  C.超过0.7V时才导通 D.超过0.5V时才导通
  答案:D
  例2.二极管导通后电流急剧增加,其两端电压如何变化( )
  A.急剧增大 B.急剧减小
  C.基本不变 D.变为原来的两倍
  答案:C
  分析:正向电压大于“死区电压(硅管0.5V,锗管0.3V)”以后,二极管开始导通。例1中,学生往往容易把二极管的开始导通的电压理解为导通电压,而误选答案D。例2中,容易把二极管当做线性元件,误以为电流和电压成正比,误选答案A。
  1.2二极管特性的变通性问题--判断一个电路中二极管的状态及对电路造成的影响,此类题目难度偏高,属于对二极管的单向导电性问题的灵活运用类题目,需要学生掌握一定的答题技巧。
  例1.如图所示,VD1、VD2的状态是( )
  A.VD1导通、VD2截止
  B.VD2导通、VD1截止
  C.VD1、VD2都导通
  D.VD1、VD2都截止
  答案:C
  例2.如图所示,VD1、VD2的状态是( )
  A.VD1导通、VD2截止
  B.VD2导通、VD1截止
  C.VD1、VD2都导通
  D.VD1、VD2都截止
  答案:A
  分析:以上两个例题均属于两个二极管的阳极接在一起的电路,应当阴极点位低的二极管优先导通,然后再根据导通后二极管的状态去判断另一个二极管的导通与截止。例2中,学生容易错选答案C,忽略VD2的再判断。
  例3.如图所示,若把二极管视为理想二极管,试分析(1)图中各二极管的工作状态;(2)求图中输出电压Uo的值。
  解:(1)假设二极管VD断开,则阳极点位为-9V,阴极点位为-12V,所以二极管导通。(2)因二极管为理想二极管,导通后阻值为0,所以UO=-9V。分析:二极管的简单计算类题目,也会以选择题的类型出现。很多同学会误以为UO直接接在12V电源两端,而忽略了二极管是导通的和电阻R上的电压。另外,部分同学会出现审题不细心忽略题干中给出的二极管处于理想状态的前提,误加入了二极管的导通电压,以为答案为UO=-9.7V。
  2.二极管的管脚极性和质量判断类题目分析。此类题目相对简单,只要学生牢记万用表判别二极管管脚类型和质量的方法,就能避免出错。多以选择题和看图回答类的题目出现。
  例1.用指针式万用表RX100档判断正常二极管极性,两次测量中,下列情况正确的是( )。
  A.电阻大的那一次,黑表笔接的是二极管的正极
  B.电阻大的那一次,黑表笔接的是二极管的负极
  C.电阻小的那一次,红表笔接的是二极管的正极
  D.电阻小的那一次,黑表笔接的是二极管的负极
  答案:B
  分析:此题应理解记忆,指针式万用表的黑表笔接的是内电源的正极,所以黑表笔接二极管的正极时,相当于给二极管加正向电压,二极管导通,指针才会偏转。
  例2.万用表检测二极管的好坏时,若测得两次读值都较小,说明二极管( )
  A.被击穿 B.性能良好
  C.内部断路 D.质量差
  答案:A
  分析:本题属于基础记忆类题目,一般不易出错,需注意,二极管被击穿后内部短路。
  3.二極管的参数类题目分析。二极管的参数中主要考察内容有两个:最大整流电流和最高反向工作电压。一般和整流电路综合考察。需要学生对参数的概念准确理解才能避免出错。
  例1. 某硅二极管反向击穿电压为150V,则其最高反向工作电压为( )
  A.约等于150V B.可略大于150V
  C.不得大于40V D.等于75V
  答案:D
  分析:最高反向工作电压指二极管工作时不被反向击穿,两端允许加的反向电压的峰值。一般规定为反向击穿电压的一半。此题容易把反向工作电压理解为二极管被击穿时的电压。
  例2.某桥式整流电路中,已知负载的最大平均电流为90mA,整流输入的交流电压有效值为24V,现选择整流二极管,下列答案最为恰当的是( )
  A.整流电流为100mA,反向耐压值为25V
  B.整流电流为50mA,反向耐压值为50V
  C.整流电流为25mA,反向耐压值为50V
  D.整流电流为100mA,反向耐压值为25V
  答案:B
  分析:本题需掌握以下知识点:①流过二极管的电流为负载电流的一半。②二极管两端的反向电压为电源电压的最大值。③流过二极管的实际电流需小于二极管的最大整流电流。④二极管两端承受的反向工作电压需小于二极管的最高反向工作电压。综上所述应选择答案B。第③④条属于二极管的选用原则,如果选错会造成二极管损坏或者击穿。
  四、结语
  半导体二极管的知识属于难度不高但应用范围广泛的考点内容,除汽车专业类考试之外,在电工电子类和机电一体化类考试中也是必考内容之一,作为以上三个专业的春季高考考生学好半导体二极管的知识尤为重要。
  参考文献:
  [1]杜德昌.电工电子技术与技能[M].北京.高等教育出版社.2010.7.
  [2]诸林裕.电子技术基础.[M].北京.中国劳动和社会保障出版社.2002.
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