Question

LED綠色照明技術(shù)已經(jīng)走進(jìn)我們的生活．某實(shí)驗(yàn)小組要精確測定額定電壓為3V的LED燈正常工作時的電阻，已知該燈正常工作時電阻大約500Ω，電學(xué)符號與小燈泡電學(xué)符號相同．

實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：

A．電流表A₁（量程為0至50mA，內(nèi)阻R_A1約為3Ω）

B．電流表A₂（量程為0至3mA，內(nèi)阻R_A2=15Ω）

C．定值電阻R₁=697Ω

D．定值電阻R₂=1985Ω

E．滑動變阻器R（0至20Ω）一只

F．電壓表V（量程為0至12V，內(nèi)阻R_V=1kΩ）

G．蓄電池E（電動勢為12V，內(nèi)阻很小）

H．開關(guān)S一只，導(dǎo)線若干

（1）如圖1所示，請選擇合適的器材，電表1為　　，電表2為　　，定值電阻為　　．（填寫器材前的字母編號）

（2）將采用的電路圖如圖2補(bǔ)充完整．

（3）寫出測量LED燈正常工作時的電阻表達(dá)式R_x=　　（填字母，電流表A₁，電流表A₂電壓表V的讀數(shù)分別用I₁、I₂、U表示），當(dāng)表達(dá)式中的　　（填字母）達(dá)到　　，記下另一電表的讀數(shù)代入表達(dá)式，其結(jié)果為LED燈正常工作時電阻．

Answer 1

【考點(diǎn)】： 伏安法測電阻．

【專題】： 實(shí)驗(yàn)題．

【分析】： 滑動變阻器阻值遠(yuǎn)小于LED的電阻，所以滑動變阻器采用分壓式接法．LED燈的額定電壓為3V，題目所給的電壓表量程太大，測量不準(zhǔn)確，需通過電流表和定值電阻改裝一個電壓表，因?yàn)橥ㄟ^LED的電流較小，可以用題目中的電壓表當(dāng)電流表使用．根據(jù)閉合電路歐姆定律求出LED正常工作時的電阻，根據(jù)歐姆定律得出LED電壓為3V時，得到LED的電阻．

【解析】： 解：（1）（2）要精確測定額定電壓為3V的LED燈正常工作時的電阻，需測量LED燈兩端的電壓和通過LED燈的電流，

由于電壓表的量程較大，測量誤差較大，不能用已知的電壓表測量LED兩端的電壓，可以將電流表A₂與定值電阻串聯(lián)改裝為電壓表測量電壓；

改裝電壓表的內(nèi)阻：R===1000Ω，A₂的內(nèi)阻約為15Ω，則定值電阻應(yīng)選D；

LED燈正常工作時的電流約為I===6mA左右，電流表的量程較小，電流表不能精確測量電流，可以用電壓表測量電流；

因?yàn)榛瑒幼冏杵髯柚颠h(yuǎn)小于LED的電阻，所以滑動變阻器采用分壓式接法．電路圖如圖所示，

由以上分析可知，電表1為F，電表2為B，定值電阻為D．

（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律知，燈泡兩端的電壓U=I₂（R+R_A2），通過燈泡的電流I=﹣I₂，所以LED燈正常工作時的電阻R_X==．

改裝后的電壓表內(nèi)阻為R_V=1985+15Ω=2000Ω，則當(dāng)I₂=1.5mA時，LED燈兩端的電壓為3V，達(dá)到額定電壓，測出來的電阻為正常工作時的電阻．

故答案為：（1）F；B；D；（2）電路圖如圖所示；（3）；I₂；1.5mA．

【點(diǎn)評】： 本題的難點(diǎn)在于電流表的量程偏小，無法測電流，電壓表的量程偏大，測量電壓偏大，最后需通過改裝，用電流表測電壓，電壓表測電流．