問題詳情:
LED綠*照明技術已經走進我們的生活.某實驗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,電學符號與小燈泡電學符號相同.
實驗室提供的器材有:
A.電流表A1(量程為0至50mA,內阻RA1約為3Ω)
B.電流表A2(量程為0至3mA,內阻RA2=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)一隻
F.電壓表V(量程為0至12V,內阻RV=1kΩ)
G.蓄電池E(電動勢為12V,內阻很小)
H.開關S一隻,導線若干
(1)如圖1所示,請選擇合適的器材,電錶1為 ,電錶2為 ,定值電阻為 .(填寫器材前的字母編號)
(2)將採用的電路圖如圖2補充完整.
(3)寫出測量LED燈正常工作時的電阻表達式Rx= (填字母,電流表A1,電流表A2電壓表V的讀數分別用I1、I2、U表示),當表達式中的 (填字母)達到 ,記下另一電錶的讀數代入表達式,其結果為LED燈正常工作時電阻.
【回答】
【考點】: 伏安法測電阻.
【專題】: 實驗題.
【分析】: 滑動變阻器阻值遠小於LED的電阻,所以滑動變阻器採用分壓式接法.LED燈的額定電壓為3V,題目所給的電壓表量程太大,測量不準確,需通過電流表和定值電阻改裝一個電壓表,因為通過LED的電流較小,可以用題目中的電壓表當電流表使用.根據閉合電路歐姆定律求出LED正常工作時的電阻,根據歐姆定律得出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,
由於電壓表的量程較大,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與定值電阻串聯改裝為電壓表測量電壓;
改裝電壓表的內阻:R===1000Ω,A2的內阻約為15Ω,則定值電阻應選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;
因為滑動變阻器阻值遠小於LED的電阻,所以滑動變阻器採用分壓式接法.電路圖如圖所示,
由以上分析可知,電錶1為F,電錶2為B,定值電阻為D.
(3)根據閉合電路歐姆定律知,燈泡兩端的電壓U=I2(R+RA2),通過燈泡的電流I=﹣I2,所以LED燈正常工作時的電阻RX==.
改裝後的電壓表內阻為RV=1985+15Ω=2000Ω,則當I2=1.5mA時,LED燈兩端的電壓為3V,達到額定電壓,測出來的電阻為正常工作時的電阻.
故*為:(1)F;B;D;(2)電路圖如圖所示;(3);I2;1.5mA.
【點評】: 本題的難點在於電流表的量程偏小,無法測電流,電壓表的量程偏大,測量電壓偏大,最後需通過改裝,用電流表測電壓,電壓表測電流.
知識點:串聯電路和並聯電路
題型:實驗,探究題