题目内容

【题目】LED灯是一块电致发光的半导体材料芯片,其优点是体积小、质量轻、耗电量低、使用寿命长、亮度高、热量低、绿色环保、安全可靠,我国已经在大力推行使用LED灯具了。某小组同学找到了几个图甲所示的LED灯泡,准备描绘LED灯泡的伏安特性曲线,所用器材如下:

A.LED灯泡:额定功率0.1W

B.电压表V:量程0~5V,内阻约为100kΩ

C.电流表A:量程0~300mA,内阻约为10Ω

D.锂离子电池:电动势3.8V、内阻很小;

E.滑动变阻器R0—50Ω2A

F.开关、导线若干。

1)考虑到描绘LED灯泡的伏安特性时,灯泡两端电压应从零开始,同时又要尽量减小实验误差。下列电路中最恰当的一个是_________

A. B.

C. D.

2)选择好正确的电路进行实验,根据实验所测得的电压和电流,描绘出该LED灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,由图线可知,LED灯泡两端电压在2.3V以下时几乎处于_________(选填短路断路)状态,选LED灯泡的电阻随其两端电压的升高而_________(选填增大”“减小不变)。

3)由该LED灯泡的伏安特性曲线可知,若将该LED灯泡与题中所给电源和一阻值约为的电阻串联,则该LED灯泡的耗电功率为___________W(保留两位有效数字)。

【答案】D 断路 减小 0.0240.023—0.025均给分)

【解析】

1)要求电流电压从零开始,所以电路应该用分压电路,且由于电压表的内阻远远大于待测电阻的阻值,所以应该用电流表外接法,所以电路结构选D

2)在2.3V以下时电路中电流为零,可以认为电路断路,从图像上可以看出LED灯泡的电阻随其两端电压的升高而减小。

3)将该LED灯泡与题中所给电源和一阻值约为的电阻串联,设灯泡两端的电压为U,流过灯泡的电流为I,根据闭合电路欧姆定律可知,整理得:,在I-U图像上画出此函数,如图所示:

图像的交点即为灯泡的工作电压和电流,此时的电压为3.05V,电流为8mA,所以LED灯泡的耗电功率为

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