Question

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左右，电学符号与小灯泡电学符号相同．

实验室提供的器材有：

电流表A₁（量程为0至50mA，内阻R_A1=3Ω）

电流表A₂（量程为0至3mA，内阻R_A2=15Ω）

定值电阻R₁=697Ω

定值电阻R₂=1985Ω

滑动变阻器R（0至20Ω）一只

电压表V（量程为0至12V，内阻R_V=1kΩ）

蓄电池E（电动势为12V，内阻很小）

电键S一只

（1）在方框中画出应采用的电路图____,并在实物图中用笔代替导线将电路连接起来______。

（2）写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式R_x=_________ ，当表达式中的_______（填字母）达到_____，记下另一电表的读数带入表达式，其结果为正常工作时电阻．

Answer

I2 1.5mA

【解析】试题分析：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为电压表，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．

（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LED灯的额定电压为3V，题目中所给的电压表量程过大，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；LED灯正常工作时的电流大约为左右，电流表的量程较小，电流表无法测量电流，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，根据电路图连接实物图如图所示．

（2）根据闭合电路欧姆定律知，灯泡两端的电压，通过灯泡的电流，则LED灯正常工作时的电阻．因为改装后的电压表内阻为1985+15Ω=2000Ω，则当时，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．