Question

14．某實(shí)驗(yàn)小組利用實(shí)驗(yàn)探究LED的伏安特性．可供選擇的實(shí)驗(yàn)器材有：
A．電源E（電動(dòng)勢(shì)4.5V，內(nèi)阻可忽略）；
B．電壓表V（量程4V，內(nèi)阻4kΩ）；
C．電流表A₁（量程0.6A，內(nèi)阻0.125Ω）；
D．電流表A₂（量程5mA，內(nèi)阻300Ω）；
E．滑動(dòng)變阻器R₁（最大阻值50Ω）；
F．滑動(dòng)變阻器R₂（最大阻值500Ω）；
G．定值電阻R₃（阻值100Ω，）；
H．定值電阻R₄（阻值300Ω）；
I．開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線(xiàn)若干．
實(shí)驗(yàn)小組選擇恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)合理的測(cè)量方法，規(guī)范操作，并根據(jù)電流表和電壓表的讀數(shù)及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，得到了通過(guò)待測(cè)LED的電流I和電壓U的值如下表：

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
I/mA	0.0	0.0	1.0	2.0	4.0	6.0	8.0	10.0	12.0	14.0	15.0
U/V	0.00	2.03	2.88	2.96	3.11	3.18	3.24	3.31	3.37	3.40	3.43

回答下列問(wèn)題：
（1）電流表應(yīng)選D，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選E，定值電阻應(yīng)選G．（填序號(hào)）
（2）在如圖1的方框中將實(shí)驗(yàn)電路圖補(bǔ)充完整．

（3）根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)，在圖2中作出該LED的伏安特性曲線(xiàn)．
（4）由圖線(xiàn)可知：該LED發(fā)光管BC．
A．只要加電壓就能發(fā)光
B．需要加適當(dāng)?shù)碾妷翰拍馨l(fā)光
C．在安全工作電壓范圍內(nèi)，電壓變化相同，電壓較高時(shí)引起電流變化較大
D．在安全工作電壓范圍內(nèi)，電壓變化相同，電壓較低時(shí)引起電流變化較大．

Answer 1

分析 （1）明確實(shí)驗(yàn)原理，分析電流表量程，明確通過(guò)改裝來(lái)擴(kuò)大量程以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，通過(guò)計(jì)算可明確選擇的電流表和電壓表；同時(shí)根據(jù)數(shù)據(jù)分析滑動(dòng)變阻器接法；
（2）根據(jù)題意選擇滑動(dòng)變阻器接法，同時(shí)明確二極管內(nèi)阻較小，故應(yīng)采用電流表外接法；
（3）根據(jù)描點(diǎn)法可得出對(duì)應(yīng)的伏安特性曲線(xiàn)；
（4）根據(jù)圖象進(jìn)行分析，由P=UI分析功率，明確燈泡發(fā)光情況；同時(shí)明確電流變化與電壓大小的關(guān)系．

解答 解：（1）由表可知，電流最大值為15mA；若采用0.6A量程則誤差過(guò)大，只能采用5mA電流表，將其量程擴(kuò)大到略大于15mA即可；若擴(kuò)大到15mA，根據(jù)串并聯(lián)電路規(guī)律可知，R=$\frac{{I}_{g}{R}_{g}}{I-{I}_{g}}$=$\frac{5×1{0}^{-3}×300}{（15-5）×1{0}^{-3}}$=150Ω； 故為了擴(kuò)大量程至大于15mA； 應(yīng)選用小一點(diǎn)電阻；故定值電阻選G；因電壓變化范圍較大，故滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，故選小電阻E；
（2）根據(jù)（1）中分析可知，將A₂與R₃并聯(lián)與再LED燈串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在LED兩端；同時(shí)為了多測(cè)數(shù)據(jù)滑動(dòng)變阻器采用分壓接法；故電路圖如圖所示；
（3）根據(jù)給出的數(shù)據(jù)進(jìn)行描點(diǎn)可得出對(duì)應(yīng)的伏安特性曲線(xiàn)如圖所示；
（4）A、根據(jù)其伏安特性曲線(xiàn)可知，只有加上3V以上的電壓燈泡才能發(fā)光；故A錯(cuò)誤，B正確；
C、由圖象可知，電壓越高，坐標(biāo)變化越快；故說(shuō)明電壓越大，電流變化越快，故C正確，D錯(cuò)誤；
故選：BC；
故答案為：（1）DEG；
（2）如圖所示；

（3）如圖所示；

（4）BC．

點(diǎn)評(píng) 本題考查測(cè)量燈泡的伏安特性曲線(xiàn)的性質(zhì)，要掌握實(shí)驗(yàn)電路的接法、儀器的選擇以及伏安特性曲線(xiàn)的作圖方法；這些均為電學(xué)實(shí)驗(yàn)考查的重點(diǎn)，要注意通過(guò)專(zhuān)題訓(xùn)練掌握相應(yīng)的解題方法；從而能應(yīng)對(duì)各種實(shí)驗(yàn)的變形．