发光二极管在生产和生活中得到了广泛应用.发光二极管的符号为“”,正常使用时,带“+”号的一端接高电势,带“-”...
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发光二极管在生产和生活中得到了广泛应用.发光二极管的符号为“”,正常使用时,带“+”号的一端接高电势,带“-”号的一端接低电势.某同学想描绘它的伏安特*曲线,实验测得它两端的电压U和通过它的电流I的数据如下表所示.
U/V | 0 | 0.40 | 0.80 | 1.20 | 1.60 | 2.00 | 2.40 | 2.80 |
I/mA | 0 | 0.9 | 2.3 | 4.3 | 6.8 | 12.0 | 19.0 | 30.0 |
实验室提供的器材如下:
A.电压表(量程0~3 V,内阻约20 kΩ)
B.电压表(量程0~15 V,内阻约100 kΩ)
C.电流表(量程0~50 mA,内阻约40 Ω)
D.电流表(量程0~0.6 A,内阻约2 Ω)
E.滑动变阻器(阻值范围0~20 Ω,允许最大电流2 A)
F.电源(电动势6 V,内阻不计)
G.开关,导线
(1)该同学做实验时,电压表选用的是 ,电流表选用的是 (填选项字母).
(2)请在图(*)所示的框内画出测量时使用的电路图.
(3)根据表中数据,在图(乙)所示的坐标纸中画出该发光二极管的IU图线.
(4)若此发光二极管的最佳工作电流为20 mA,现将此发光二极管与电动势为3 V、内阻不计的电池组相连,还需串联一个阻值R= Ω的电阻,才能使它工作在最佳状态.
【回答】
解析:(1)由表格中数据可知,电压表选用的是A,电流表选用的是C.
(2)发光二极管的电压从0开始变化,所以滑动变阻器按分压式连接;发光二极管的电阻大约在90 Ω~500 Ω之间变化,所以采用电流表外接法,画出实验电路原理图如图(1)所示.
(3)作出发光二极管的IU图像如图(2)所示.
(4)发光二极管的最佳工作电流为20 mA,由该发光二极管的IU图像可知对应电压2.45 V,串联电阻分压U=3 V-2.45 V=0.55 V,需串联一个阻值R=U/I=27.5 Ω的电阻.
*:(1)A C (2)(3)见解析图(1)(2) (4)27.5(20~30都对)
点评 描绘小灯泡伏安特*曲线的方法技巧
(1)根据实验作出的IU曲线或已画出的IU曲线或给出的数据看出电流、电压从零开始取值,故用滑动变阻器分压式接法.
(2)本实验电流表内阻对测量结果影响较大,故测量电路需用电流表外接法.
(3)连线时,曲线要平滑,不能画成折线,利用曲线求电阻时要用R=而不是用斜率.
知识点:专题十三 中学物理实验
题型:实验,探究题
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