Question

2．某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)研究LED燈的伏安特性曲線，可用的器材如下：電源、滑動(dòng)變阻器、電流表、電壓表、不同規(guī)格的LED燈兩組、電鍵、導(dǎo)線．
（1）該同學(xué)將燈L₁連接成如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路．開關(guān)閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑片位置應(yīng)置于左端（填“左”或“右”）．各元件檢查正常，閉合開關(guān)后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，而電流表始終無示數(shù)，且燈L₁不亮，則一定斷路的導(dǎo)線是6
（2）更換導(dǎo)線后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，得到燈L₁的I-U圖象如圖乙中的圖線L₁，則可知燈L₁的電阻隨電壓增大而變小 （填“變大”“變小”或“不變”）
（3）換燈L₂重做實(shí)驗(yàn)，得到其I-U圖象如圖乙中的圖線L₂．將滑動(dòng)變阻器的滑片移到合適位置固定，同時(shí)撤去導(dǎo)線2，接燈L₂時(shí)電流表的讀數(shù)為0.16A，接燈L₁時(shí)電流表的讀數(shù)為0.14A，燈被短路時(shí)，電流表的讀數(shù)應(yīng)為0.22 A（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）分壓電路開始時(shí)的電壓要從0開始；根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析實(shí)驗(yàn)電路圖，明確斷點(diǎn)的位置；
（2）結(jié)合I-U圖象的特點(diǎn)，分析LED等的電阻的性質(zhì)；
當(dāng)通過燈泡的電流最小時(shí)，燈泡實(shí)際功率最小，分析圖示電路結(jié)構(gòu)，確定滑片在什么位置時(shí)燈泡實(shí)際功率最小，在同一坐標(biāo)系內(nèi)作出電源U-I圖象，然后根據(jù)圖象應(yīng)用電功率公式求出燈泡實(shí)際功率．

解答 解：（1）該同學(xué)將燈L₁連接成如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路．由圖可知該電路為分壓式的電路，所以開關(guān)閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑片位置應(yīng)置于 左 端，使開始時(shí)的LED燈的電壓最�。�各元件檢查正常，閉合開關(guān)后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，說明電路中的滑動(dòng)變阻器之前的電路沒有問題，電壓表的支路也沒有物體；而電流表始終無示數(shù)，且燈L₁不亮，則只有LED燈的支路存在問題．所以一定斷路的導(dǎo)線是 6．
（2）在I-U圖象中，各個(gè)點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)的連線的斜率表示電阻的倒數(shù)，由圖可知，隨電壓增大，各點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)的連線的斜率增大，所以可知待測電阻的電阻值減�。�
（3）由圖乙可以讀出，接燈L₂時(shí)電流表的讀數(shù)為0.16A，此時(shí)的電壓為：U₂=0.8V；接燈L₁時(shí)電流表的讀數(shù)為0.14A，此時(shí)的電壓：U₁=1.05V；
設(shè)電源的電動(dòng)勢為E，電路中的其他部分的電阻值為R，由閉合電路的歐姆定律得：
E=U₁+I₁R  ①
E=U₂+I₂R  ②
聯(lián)立得：E=2.8V，R=12.5Ω
所以當(dāng)燈被短路時(shí)，電流表的讀數(shù)：
I=$\frac{E}{R}=\frac{2.8}{12.5}=0.224≈0.22$Ω
故答案為：（1）左，6；（2）變小；（3）0.22

點(diǎn)評(píng) 應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是常用的方法，要掌握描點(diǎn)法作圖的方法；本題最后一問是本題的難點(diǎn)，要注意圖象法的應(yīng)用．