Question

【題目】2014年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予三名日裔科學(xué)家，以表彰他們?cè)诎l(fā)現(xiàn)新型高效、環(huán)境友好型光源方面所作出的貢獻(xiàn)——三位獲獎(jiǎng)?wù)?/span>“發(fā)明的高效藍(lán)色發(fā)光二極管（LED）帶來(lái)了明亮而節(jié)能的白色光源”。某實(shí)驗(yàn)小組要精確測(cè)定額定電壓為3V的LED 燈正常工作時(shí)的電阻，已知該燈正常工作時(shí)電阻大約300Ω，電學(xué)符號(hào)與小燈泡電學(xué)符號(hào)相同。 實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：

A．電流表A1（量程為15mA，內(nèi)阻RA1約為10Ω）

B．電流表A2（量程為2 mA，內(nèi)阻RA2＝20Ω）

C．定值電阻R1＝10Ω

D．定值電阻R2＝1980Ω

E．滑動(dòng)變阻器R（0至20Ω）一只

F．電壓表V（量程為6V，內(nèi)阻RV約3kΩ）

G．蓄電池E（電動(dòng)勢(shì)為4 V，內(nèi)阻很小）

H．開(kāi)關(guān)S一只

（1）要完成實(shí)驗(yàn)，除蓄電池、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器外，還需選擇的器材有_____（填寫(xiě)器材前的字母編號(hào)）。

（2）畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖_____________。

（3）寫(xiě)出測(cè)量LED燈正常工作時(shí)的電阻表達(dá)式Rx＝____________________

（說(shuō)明式中題目未給出的各字母的意義）_________________________。

Answer 1

【答案】ABD； ； 分別是電流表 的讀數(shù)；

【解析】

滑動(dòng)變阻器阻值遠(yuǎn)小于LED的電阻，所以滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法．LED燈的額定電壓為3V，題目所給的電壓表量程太大，測(cè)量不準(zhǔn)確，需通過(guò)電流表和定值電阻改裝為電壓表，因?yàn)橥ㄟ^(guò)LED的電流較小，可以用題目中的電壓表當(dāng)電流表使用．根據(jù)閉合電路歐姆定律求出LED正常工作時(shí)的電阻，根據(jù)歐姆定律得出LED電壓為3V時(shí)電流表的電流．

（1）要精確測(cè)定額定電壓為3V的LED燈正常工作時(shí)的電阻，需測(cè)量LED燈兩端的電壓和通過(guò)LED燈的電流，由于電壓表的量程偏大，測(cè)量誤差較大，不能用已知的電壓表測(cè)量LED兩端的電壓，可以將電流表與定值電阻串聯(lián)改裝為電壓表測(cè)量電壓；LED燈正常工作時(shí)的電流大約在6mA左右，故電流表選A；因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器阻值遠(yuǎn)小于LED的電阻，所以滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法．滑動(dòng)變阻器選擇小電阻；故選D；（2）根據(jù)（1）的分析可知，應(yīng)采用分壓接法，電流表采用外接法；原理圖如下

（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律知，燈泡兩端的電壓，通過(guò)燈泡的電流，所以LED燈正常工作時(shí)的電阻，分別為電流表的讀數(shù)。