10.实验桌上有外形十分相似的发光二极管和电容器各一只.它们的性能均正常. (1)现在用多用电表的欧姆挡.分别测量它们的正反向电阻.测量结果如下:测甲元件时.R正=0.5 kΩ.R反=100 kΩ,测乙元件时.开始时指针偏转到0.5 kΩ.接着读数逐渐增加.最后停在“∞ 上.则甲.乙两个元件分别是 . . (2)若想测量上述发光二极管的发光效率.某同学设计了如图甲所示的实验:将一个“6 V 8.0 W 的发光二极管接入电路.使之正常发光.在发光二极管的同一水平面.正对光线方向放一个光强探头.以测定与光源间距为d时相应的光强值I(单位面积上光的照射功率).共测得以下9组数据,并用一数字图象处理器将表内数据分别在I-d.I-1/d和I-1/d2坐标平面内标得如图乙所示的数据点. d/10-2 m 6.50 7.50 8.50 9.50 10.5 11.5 12.5 13.5 14.5 I/(W·m-2) 8.29 6.66 4.96 3.92 3.37 2.61 2.30 1.97 1.70 ①据三组数据点.可看出I与哪个量存在线性关系.由此可将I与d之间的数学关系式表达为 .其中的斜率k为 . ②在与光源等距的各点.认为光源向各方向发出的光强大小几乎相等.依点光源光能向周围空间360°球面均匀散射的物理模型.写出光源的发光功率P0.光强值I及相应的与光源距离d之间的关系式 . ③根据以上条件.算出小电珠的电-光转换效率η= . 解析:(1)二极管具有单向导电性.正向电阻比较小.而反向电阻非常大.由测量结果可知甲为发光二极管.而乙为电容器.(2)根据给出的数据点.经过仔细观察可以发现光强I与d-2成正比.所以I与d之间的函数关系为I=.在I-d-2图象中.斜率的大小为k.则k为3.75×10-2 W.光源的发光功率P0.表示单位时间内从光源辐射出来的能量.这些能量将全部通过距光源为d的面积为4πd2的球面.依据光强值I的物理意义.可以得到P0=4πd2I,小电珠的电-光转换效率η=×100%=×100%=5.9%. 答案:(1)发光二极管 电容器 (2)①I= 3.75×10-2 W ②P0=4πd2I ③5.9% 查看更多

 

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实验桌上有外形十分相似的发光二极管和电容器各一只,它们的性能均正常.
(1)现在用多用电表的欧姆挡,分别测量它们的正反向电阻.测量结果如下:测甲元件时,R=0.5kΩ,R=100kΩ;测乙元件时,开始时指针偏转到0.5kΩ,接着读数逐渐增加,最后停在“∞”上.则甲、乙二个元件分别是
 
 

(2)若想测量上述发光二极管的发光效率,某同学设计了如图甲所示的实验:将一个标有“0.5V 1W”的发光二极管接入电路,使之正常发光,在发光二极管的同一水平面、正对光线方向放一个光强探头,以测定与光源间距为d时相应的光强值I(单位面积上光的照射功率).实验测得数据如下表,并用一数字图象处理器将表内数据分别在I-d、I-d-1、I-d-2坐标平面内标得如下数据点,如图乙所示.
d/×10-2m 2.50 3.50 4.50 5.50 6.50 7.50 8.50 9.50
I/W?m-2 32.00 16.33 9.97 6.61 4.73 3.56 2.77 2.22
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①根据图中三个数据点图,可以将I与d之间的数学关系式写为
 
,其中的常量为
 

②若把发光二极管看成点光源,在与点光源等距离的各点,可以认为光源向各个方向发出的光强大小几乎相等.此时,我们可以建立一个点光源散射光的模型,从而求出光源的发光功率P0、光强I及相应的与光源距离d之间的关系式:P0=
 

③根据以上条件和有关数据,可以算出这个发光二极管的电--光转换效率约为η=
 
.(不考虑光传播过程中的能量损失)

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