五、综合应用题(每空2分,作图2分,共10分)
26.「★★」阅读短文,回答问题:
半导体二极管
半导体二极管主要由P型区域、N型区域、接线端、外壳组成,其结构示意图及电路符号如图甲所示。

如图乙是半导体二极管的工作原理图,N型区域内含有容易形成电流的自由电子,而P型区域内含有可让电子停留和经过的位置(空穴)。若将电池的正、负极分别与半导体二极管的正、负接线端相接时,N型区域内电子通过分界面向P型区域扩散,占据空穴;电池负极将发出大量电子补充到N型区域,使电路形成通路,半导体二极管处于导通状态,可近似看成导线,呈良好的导电性。反之,若将电池的正、负极分别与半导体二极管的负、正接线端相接时,半导体二极管处于截止状态,电路中没有电流。
(1)半导体二极管未接入电路时,含有容易形成电流的自由电子的是(选填“P”或“N”)型区域;
(2)将电池的正、负极分别与半导体二极管的负、正接线端相接时,半导体二极管处于;
A. 导通状态,两端电压为0
B. 截止状态,两端电压为0
C. 导通状态,两端电压不为0
D. 截止状态,两端电压不为0
(3)半导体二极管处于导通状态时,其内部电流;
A. 从P型区域流向N型区域,电子从N型区域向P型区域移动
B. 从P型区域流向N型区域,空穴从P型区域向N型区域移动
C. 从N型区域流向P型区域,电子从N型区域向P型区域移动
D. 从N型区域流向P型区域,空穴从P型区域向N型区域移动
(4)在如图丙所示电路中,闭合开关S,则灯泡;
A. L₁、L₂都发光
B. L₁、L₂都不发光
C. L₁发光、L₂不发光
D. L₁不发光、L₂发光

(5)某取暖器内部的电路简化图如图丁所示,小明将取暖器接入家庭电路,闭合S₁和S₂,流过电热丝的电流变化如图戊所示(电流从左向右流过电热丝为正,从右向左流过电热丝为负),在己图中画出闭合S₁、断开S₂时流过电热丝的电流变化。

26.答案 (1)N (2)D (3)A (4)D (5)如图所示

解析 (1)根据题意，图乙是半导体二极管的工作原理图，N型区域内含有容易形成电流的自由电子，而P型区域内含有可让电子停留和经过的位置(空穴)，故半导体二极管未接入电路时，含有容易形成电流的自由电子的是N型区域。(2)将电池的正、负极分别与半导体二极管的负、正接线端相接时，半导体二极管处于截止状态，电路中没有电流，但电路中有电源且电路闭合，所以二极管两端有电压，故D正确。(3)将电池的正、负极分别与半导体二极管的正、负接线端相接时，N型区域内电子通过分界面向P型区域扩散，占据空穴，电流方向与负电荷定向移动的方向相反，所以电流方向为从P型区域流向N型区域，故选A。(4)在如图丙所示电路中，闭合开关S，电源左端为正极，二极管处于导通状态，电流可以通过二极管，二极管具有良好的导电性，则$\mathrm{L}_1$被短路，不能发光，$\mathrm{L}_2$可以发光，故选D。(5)当$S_1$闭合、$S_2$断开，电流从左向右流过二极管时，二极管处于导通状态，电热丝中有电流；电流从右向左流过二极管时，二极管处于截止状态，电路中没有电流。已知电流从左向右流过电热丝为正，从右向左流过电热丝为负，则当闭合$S_1$、断开$S_2$时，在0.01~0.02 s内才有电流通过二极管和电热丝。所以闭合$S_1$、断开$S_2$时流过电热丝的电流变化如答案图所示。

【分析】
本题围绕半导体二极管的特性展开，需结合短文信息和二极管单向导电性分析各小问：
1. 第(1)问：直接从短文中提取N型区域的特点即可；
2. 第(2)问：根据短文，二极管反接时为截止状态，电路无电流但有电源，两端存在电压，据此选选项；
3. 第(3)问：导通时电子从N型流向P型，电流方向与电子移动方向相反，由此判断电流方向；
4. 第(4)问：分析电路，二极管导通时L₁被短路，结合短路的特点判断灯泡发光情况；
5. 第(5)问：利用二极管单向导电性，判断闭合S₁、断开S₂时电热丝的电流存在的时间段和方向，完成作图。
【解析】
(1) 根据短文内容，N型区域内含有容易形成电流的自由电子，P型区域含空穴，故答案为N；
(2) 二极管正接时导通，反接时截止，反接时电路无电流，但电路闭合且有电源，两端存在电压，因此选D；
(3) 导通时电子从N型区域向P型区域移动，电流方向与负电荷定向移动方向相反，故电流从P型区域流向N型区域，选A；
(4) 闭合开关S后，二极管导通，L₁被短路，因此L₁不发光，L₂通路发光，选D；
(5) 闭合S₁、断开S₂时，二极管单向导电，仅当电流从左向右（正向）时导通，电流为正，仅在0.01~0.02s内有电流，据此画出电流变化图（如答案所示）。
【答案】
(1) N (2) D (3) A (4) D (5)
【知识点】
半导体二极管特性、电流方向规定、电路分析
【点评】
本题结合半导体二极管的特性，考查学生信息提取能力和电路分析能力，需理解二极管单向导电性的原理，属于基础综合应用题，注重知识的应用。
【难度系数】
0.5