Question

1．某实验小组通过实验描绘一个规格为“3V0.25A”的LED灯的伏安特性曲线，实验室提供的器材有：

A．电流表A₁（量程为0.6A，内阻约为10Ω）
B．电流表A₂（量程为300mA，内阻约为5Ω）
C．滑动变阻器R₁（阻值范围0-20Ω，允许的最大电流为1A）
D．滑动变阻器R₂（阻值范围0-200Ω，允许的最大电流为0.3A）
E．电压表V（量程为3V，内阻约3kΩ）
F．开关S
G．直流电源E（电动势4V，内阻很小）
（1）为使测量结果尽量准确，电流表选取B，滑动变阻器选取C（填写器材前的字母序号）
（2）图甲中已经连接了部分电路，请用笔画线代替导线将电路连线补充完整．
（3）为得到伏安特性曲线，以电压表读数U为横轴，电流表读数I为纵轴，将实验中得到的多组数据进行了描点，如图乙所示，请完成I-U图象．
（4）如果将此LED灯连入图丙所示电路，其中电源电动势为3V，电源内阻与保护电阻R0的总阻值为15Ω，开关S闭合后，小灯泡的功率为0.12W（结果保留两位有效数字）．

Answer 1

分析 （1）根据额定电流值可选择对应的电流表；根据电路的接法可以选择滑动变阻器；
（2）根据原理图，明确电路接法即可连接实物图；
（3）由描点法即可得出对应的I-U图象；
（4）由已知条件得出电源及保护电阻的欧姆定律表达式，作出对应的图象，则可得出灯泡中的实际电流．

解答 解：（1）电流最大为0.25A，故电流表应选择300mA的量程B；
由图可知，本实验采用分压接法，故滑动变阻器应选用小电阻；故选C；
（2）根据原理图，将实物图连接，如图所示；
（3）用平滑曲线将各点连接，如图所示；
（4）将保护电阻作为电源的内阻进行处理，则可以认为电源为3V，内阻为15Ω；
作出电源的伏安特性曲线如图所示；两图的交点即为灯泡的工作点；则由图可知，电压为0.85V；电流为0.14A；故功率P=UI=0.85×0.14=0.12W；
故答案为：（1）①（2）如图；（3）a；（4）如图；（5）增大；（6）0.12

点评 本题考查了实验电路设计，根据题目要求确定滑动变阻器的接法、根据灯泡电阻与电表内阻的关系确定电流表的接法是正确解题的关键．要掌握应用图象法处理实验数据的方法．