Question

【题目】连续两年春节，太原市用112.6万件LED点亮了龙城.拆下一组LED，发现它由三个相同的LED灯珠和一个定值电阻R0串联而成（图甲中虚线框内部分），供电电压为12V，由理论分析可知，每个小灯珠的工作电压应在3V~4V之间。为研究LED灯珠的伏安特性并测量R0的值，小亮同学设计了图甲的电路进行实验。图中电源电压恒为12V，电压表的量程为2V、内阻为4.0kΩ；电流表量程为30mA、内阻很小可忽略。完成下列操作中的要求或填空：

(1)为使电路能正常工作，a端应接电源的__________（选填“正极”或“负极”）；

(2)为完成实验并准确测量，定值电阻Rx应该选择的是__________；

A.l.0kΩ B.4.0kΩ C. 8.0kΩ D.20.0kΩ

(3)正确选择Rx后接通电源，将R的滑动触头从M端向N端滑动，记录多组电压表的示数U和电流表的示数I，并在图乙中绘出了灯珠D的图线.其中，当R的滑动触头移动到N端时，电压表的示数为1.80V、电流表的示数为25.0mA.不考虑电压表和电流表对电路的影响，则R0的值为__________Ω；

(4)灯珠D在通过某一电流时的实际功率__________（选填“大于”、“小于”或“等于”）由图乙得到的测量值；

(5)若将这一组LED灯珠直接接到电动势为12V、内电阻为152.0Ω的叠层电池两端，一组LED中三个灯珠的总功率为__________mW.（计算结果保留2位有效数字）

Answer 1

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

【解析】

(1)灯珠正常发光要正向偏压，由图示电路图可知，使电路能正常工作，a端应接电源的负极.

(2)由图示电路图可知，三个电珠串联，电源电压为12V，每个电珠两端最大电压约为4V，

改装后的电压表量程应为4V，因此串联电阻内阻应与电压表内阻相等，故选B；

(3)电压表示数为1.8V，则小电珠两端电压为:1.8×2=3.6V，由图示电路图可知，定值电阻阻值:；

(4)由图示电路图可知，由于电压表的分流作用，流过灯珠的电流小于电流表示数，即电流测量值偏小，由P=UI可知，灯珠的实际功率大于测量值；

(5)建立三个灯珠串联和电源构成的全电路欧姆定律：，即，在灯珠U-I坐标系内过和两个点作出电源的U-I图线,如图所示：

由图示图线可知，一个LED灯珠的电压U=1.55V，电流I=14.2mA；

而LED灯组的总功率为；

代入数据得：..