Question

【題目】LED綠色照明技術已經走進我們的生活．某實驗小組要精確測定額定電壓為3V的LED燈正常工作時的電阻，已知該燈正常工作時電阻大約500Ω，電學符號與小燈泡電學符號相同．
實驗室提供的器材有：
A．電流表A1（量程為0至50mA，內阻RA1約為3Ω）
B．電流表A2（量程為0至3mA，內阻RA2=15Ω）
C．定值電阻R1=697Ω
D．定值電阻R2=1985Ω
E．滑動變阻器R（0至20Ω）一只
F．電壓表V（量程為0至12V，內阻RV=1kΩ）
G．蓄電池E（電動勢為12V，內阻很小）
F．開關S一只

（1）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）將采用的電路圖補充完整．
（3）寫出測量LED燈正常工作時的電阻表達式Rx=（填字母），當表達式中的（填字母）達到 ， 記下另一電表的讀數代入表達式，其結果為LED燈正常工作時電阻．

Answer 1

【答案】
（1）F,B,D
（2）解：電路圖如圖所示

（3）,I2,1.5mA
【解析】解：（1）（2）要精確測定額定電壓為3V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與定值電阻串聯改裝為電壓表測量電壓；

改裝電壓表的內阻：R= = =1000Ω，A2的內阻為15Ω，則定值電阻應選D；

LED燈正常工作時的電流約為I= = =6mA左右，電流表的量程較小，電流表不能精確測量電流，可以用電壓表測量電流；

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，

由以上分析可知，電表1為F，電表2為B，定值電阻為D．（3）根據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I= ﹣I2，所以LED燈正常工作時的電阻RX= = ．

改裝后的電壓表內阻為RV=1985+15Ω=2000Ω，則當I2=1.5mA時，LED燈兩端的電壓為3V，達到額定電壓，測出來的電阻為正常工作時的電阻．

所以答案是：（1）F；B；D；（2）電路圖如圖所示；（2） ；I2；1.5mA．

【考點精析】本題主要考查了電功率和電功和焦耳定律內容的相關知識點，需要掌握電流做功的實質是電場力對電荷做功.電場力對電荷做功，電荷的電勢能減少，電勢能轉化為其他形式的能.因此電功W=qU=UIt，這是計算電功普遍適用的公式. ? 單位時間內電流做的功叫電功率，P=W/t=UI，這是計算電功率普遍適用的公式；焦耳定律：電流通過導體產生的熱量跟電流的平方成正比跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比才能正確解答此題．