Question

【題目】2014年諾貝爾物理學獎授予三名日裔科學家，以表彰他們在發現新型高效、環境友好型光源方面所作出的貢獻——三位獲獎者“發明的高效藍色發光二極管（LED）帶來了明亮而節能的白色光源”。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300Ω，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15mA，內阻RA1約為10Ω）

B．電流表A2（量程為2 mA，內阻RA2＝20Ω）

C．定值電阻R1＝10Ω

D．定值電阻R2＝1980Ω

E．滑動變阻器R（0至20Ω）一只

F．電壓表V（量程為6V，內阻RV約3kΩ）

G．蓄電池E（電動勢為4 V，內阻很小）

H．開關S一只

（1）要完成實驗，除蓄電池、開關、滑動變阻器外，還需選擇的器材有_____（填寫器材前的字母編號）。

（2）畫出實驗電路圖_____________。

（3）寫出測量LED燈正常工作時的電阻表達式Rx＝____________________

（說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；

【解析】

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．LED燈的額定電壓為3V，題目所給的電壓表量程太大，測量不準確，需通過電流表和定值電阻改裝為電壓表，因為通過LED的電流較小，可以用題目中的電壓表當電流表使用．根據閉合電路歐姆定律求出LED正常工作時的電阻，根據歐姆定律得出LED電壓為3V時電流表的電流．

（1）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，由于電壓表的量程偏大，測量誤差較大，不能用已知的電壓表測量LED兩端的電壓，可以將電流表與定值電阻串聯改裝為電壓表測量電壓；LED燈正常工作時的電流大約在6mA左右，故電流表選A；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．滑動變阻器選擇小電阻；故選D；（2）根據（1）的分析可知，應采用分壓接法，電流表采用外接法；原理圖如下

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