Question

【題目】連續兩年春節，太原市用112.6萬件LED點亮了龍城.拆下一組LED，發現它由三個相同的LED燈珠和一個定值電阻R0串聯而成（圖甲中虛線框內部分），供電電壓為12V，由理論分析可知，每個小燈珠的工作電壓應在3V~4V之間。為研究LED燈珠的伏安特性并測量R0的值，小亮同學設計了圖甲的電路進行實驗。圖中電源電壓恒為12V，電壓表的量程為2V、內阻為4.0kΩ；電流表量程為30mA、內阻很小可忽略。完成下列操作中的要求或填空：

(1)為使電路能正常工作，a端應接電源的__________（選填“正極”或“負極”）；

(2)為完成實驗并準確測量，定值電阻Rx應該選擇的是__________；

A.l.0kΩ B.4.0kΩ C. 8.0kΩ D.20.0kΩ

(3)正確選擇Rx后接通電源，將R的滑動觸頭從M端向N端滑動，記錄多組電壓表的示數U和電流表的示數I，并在圖乙中繪出了燈珠D的圖線.其中，當R的滑動觸頭移動到N端時，電壓表的示數為1.80V、電流表的示數為25.0mA.不考慮電壓表和電流表對電路的影響，則R0的值為__________Ω；

(4)燈珠D在通過某一電流時的實際功率__________（選填“大于”、“小于”或“等于”）由圖乙得到的測量值；

(5)若將這一組LED燈珠直接接到電動勢為12V、內電阻為152.0Ω的疊層電池兩端，一組LED中三個燈珠的總功率為__________mW.（計算結果保留2位有效數字）

Answer 1

【答案】負極 B 48 (48.0) 大于 1.3×102(1.2×102~1.4×102)

【解析】

(1)燈珠正常發光要正向偏壓，由圖示電路圖可知，使電路能正常工作，a端應接電源的負極.

(2)由圖示電路圖可知，三個電珠串聯，電源電壓為12V，每個電珠兩端最大電壓約為4V，

改裝后的電壓表量程應為4V，因此串聯電阻內阻應與電壓表內阻相等，故選B；

(3)電壓表示數為1.8V，則小電珠兩端電壓為:1.8×2=3.6V，由圖示電路圖可知，定值電阻阻值:；

(4)由圖示電路圖可知，由于電壓表的分流作用，流過燈珠的電流小于電流表示數，即電流測量值偏小，由P=UI可知，燈珠的實際功率大于測量值；

(5)建立三個燈珠串聯和電源構成的全電路歐姆定律：，即，在燈珠U-I坐標系內過和兩個點作出電源的U-I圖線,如圖所示：

由圖示圖線可知，一個LED燈珠的電壓U=1.55V，電流I=14.2mA；

而LED燈組的總功率為；

代入數據得：..