Question

【題目】LED綠色照明技術(shù)已經(jīng)走進我們的生活。某實驗小組要精確測定額定電壓為5V的LED燈泡正常工作時的電阻，已知該燈泡正常工作時電阻大約為500Ω，其電學(xué)符號與小燈泡電學(xué)符號相同。實驗室提供的器材有

A．電流表A1（量程為60mA，內(nèi)阻RA1，約為1Ω，讀數(shù)記為I1）

B．電流表A2（量程為3mA，內(nèi)阻RA2＝20Ω，讀數(shù)記為I2）

C．電壓表V（量程0～15V，內(nèi)阻RV＝lkΩ，讀數(shù)記為U）

D．定值電阻R1＝980Ω

E．定值電阻R2＝1980Ω

F．滑動變阻器R（0～20Ω）

G．蓄電池E（電動勢為24V，內(nèi)阻很小）

H．開關(guān)S，導(dǎo)線若干

（1）部分電路原理圖如圖所示，請選擇合適的器材，電表1為____，電表2為____，定值電阻為____（填寫器材前的字母編號）

（2）將電路圖補充完整．

（3）寫出測量LED燈正常工作時的電阻表達式Rx＝________（用巳知量和測量量表示），調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置．當表達式中的____（填字母）達到______，記下另一電表的讀數(shù)代入表達式，其結(jié)果即為LED燈正常工作時的電阻．

Answer 1

【答案】 C B E 　 I2 2.5mA

【解析】（1）要精確測定額定電壓為5V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，由于電壓表的量程較大，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(lián)改裝為電壓表測量電壓，改裝電壓表的內(nèi)阻： ，A2的內(nèi)阻約為20Ω，則定值電阻應(yīng)選E；LED燈正常工作時的電流約為，電流表A1的量程較大，電流表不能精確測量電流；電壓表內(nèi)阻已知，對應(yīng)滿偏電流為： ，故用電壓表測量電流更為準確；因此電表1應(yīng)選用電壓表C。由以上分析可知，電表1為C，電表2為B，定值電阻為E。

（2）因為滑動變阻器阻值遠小于LED的電阻，所以滑動變阻器采用分壓式接法．電路圖如圖所示：

（3）根據(jù)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，所以LED燈正常工作時的電阻： ，改裝后的電壓表內(nèi)阻為RV=1980+20Ω=2000Ω，則當I2=2.5mA時，LED燈兩端的電壓為5V，達到額定電壓，測出來的電阻為正常工作時的電阻。