题目内容
【题目】某实验小组要精确测定额定电压为3V的LED灯正常工作时的电阻,已知该灯正常工作时电阻大约500Ω左右,电学符号与小灯泡电学符号相同.
实验室提供的器材有:
电流表A1(量程为0至50mA,内阻RA1=3Ω)
电流表A2(量程为0至3mA,内阻RA2=15Ω)
定值电阻R1=697Ω
定值电阻R2=1985Ω
滑动变阻器R(0至20Ω)一只
电压表V(量程为0至12V,内阻RV=1kΩ)
蓄电池E(电动势为12V,内阻很小)
电键S一只
(1)在方框中画出应采用的电路图____,并在实物图中用笔代替导线将电路连接起来______。
(2)写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式Rx=_________ ,当表达式中的_______(填字母)达到_____,记下另一电表的读数带入表达式,其结果为正常工作时电阻.
【答案】 I2 1.5mA
【解析】试题分析:滑动变阻器阻值远小于LED的电阻,所以滑动变阻器采用分压式接法.LED灯的额定电压为3V,题目所给的电压表量程太大,测量不准确,需通过电流表和定值电阻改装为电压表,因为通过LED的电流较小,可以用题目中的电压表当电流表使用.根据闭合电路欧姆定律求出LED正常工作时的电阻.
(1)要精确测定额定电压为3V的LED灯正常工作时的电阻,需测量LED灯两端的电压和通过LED灯的电流,由于LED灯的额定电压为3V,题目中所给的电压表量程过大,测量误差较大,不能用已知的电压表测量LED两端的电压,可以将电流表A2与定值电阻串联改装为电压表测量电压;LED灯正常工作时的电流大约为左右,电流表的量程较小,电流表无法测量电流,可以用电压表测量电流;因为滑动变阻器阻值远小于LED的电阻,所以滑动变阻器采用分压式接法.电路图如图所示,根据电路图连接实物图如图所示.
(2)根据闭合电路欧姆定律知,灯泡两端的电压,通过灯泡的电流,则LED灯正常工作时的电阻.因为改装后的电压表内阻为1985+15Ω=2000Ω,则当时,LED灯两端的电压为3V,达到额定电压,测出来的电阻为正常工作时的电阻.