题目内容
【题目】LED绿色照明技术已经走进我们的生活.某实验小组要精确测定额定电压为3 V的LED灯正常工作时的电阻,已知该灯正常工作时电阻大约500 Ω,电学符号与小灯泡电学符号相同.
实验室提供的器材有:
A.电流表A1(量程为0至5 mA,内阻RA1约为3 Ω)
B.电流表A2(量程为0至4 mA,内阻RA2=15 Ω)
C.电压表V(量程为0至10V,内阻RV=1000Ω)
D.定值电阻R1=697 Ω
E.定值电阻R2=985 Ω
F.滑动变阻器R(0至20 Ω)一只
G. 滑动变阻器R(0至500 Ω)一只
H.蓄电池E(电动势为4 V,内阻很小)
I.蓄电池E(电动势为12 V,内阻很小)
J.开关S一只,导线若干
(1)如图所示,请选择合适的器材,电表1为________,电表2为________,定值电阻为________,滑动变阻器为_______________ ,蓄电池为____________ (填写器材前的字母编号)。
(2)将实物连接图补充完整____.
(3)写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式:Rx=_____________(用字母符号表示,电流表A1、电流表A2和电压表V的读数分别用I1、I2、U表示,定值电阻用R1、 R2表示).
【答案】C B E F I
【解析】
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一个电压表,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,根据欧姆定律得出LED电压为3V时,得到LED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,
由于电压表的量程较大,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;
改装电压表的内阻:,A2的内阻约为15Ω,则定值电阻应选E;
LED灯正常工作时的电流约为I=左右,电流表的量程较小,电流表不能精确测量电流,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.由以上分析可知,电表1为C,电表2为B,定值电阻为E,滑动变阻器应选总阻值较小的即为F,由于用电压表测电流,电压表的量程为10V,所以电源应选I;
(2) 根据电路图可得出对应的实物图如图所示
(3) 根据闭合电路欧姆定律知,灯泡两端的电压U=I2(R+RA2),通过灯泡的电流
,所以LED灯正常工作时的电阻RX= 。
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