LED绿*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3V的LED灯正常工作时的电阻,已知该灯正...
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LED绿*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,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50mA,内阻RA1约为3Ω)
B.电流表A2(量程为0至3mA,内阻RA2=15Ω)
C.定值电阻R1=697Ω
D.定值电阻R2=1985Ω
E.滑动变阻器R(0至20Ω)一只
F.电压表V(量程为0至12V,内阻RV=1kΩ)
G.蓄电池E(电动势为12V,内阻很小)
H.开关S一只,导线若干
(1)如图1所示,请选择合适的器材,电表1为 ,电表2为 ,定值电阻为 .(填写器材前的字母编号)
(2)将采用的电路图如图2补充完整.
(3)写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式Rx= (填字母,电流表A1,电流表A2电压表V的读数分别用I1、I2、U表示),当表达式中的 (填字母)达到 ,记下另一电表的读数代入表达式,其结果为LED灯正常工作时电阻.
【回答】
【考点】: 伏安法测电阻.
【专题】: 实验题.
【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.
【解析】: 解:(1)(2)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:R===1000Ω,A2的内阻约为15Ω,则定值电阻应选D;
LED灯正常工作时的电流约为I===6mA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.电路图如图所示,
由以上分析可知,电表1为F,电表2为B,定值电阻为D.
(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I=﹣I2,所以LED灯正常工作时的电阻RX==.
改装后的电压表内阻为RV=1985+15Ω=2000Ω,则当I2=1.5mA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.
故*为:(1)F;B;D;(2)电路图如图所示;(3);I2;1.5mA.
【点评】: 本题的难点在于电流表的量程偏小,无法测电流,电压表的量程偏大,测量电压偏大,最后需通过改装,用电流表测电压,电压表测电流.
知识点:串联电路和并联电路
题型:实验,探究题
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