Question

【题目】LED灯是一块电致发光的半导体材料芯片，其优点是体积小、质量轻、耗电量低、使用寿命长、亮度高、热量低、绿色环保、安全可靠，我国已经在大力推行使用LED灯具了。某小组同学找到了几个图甲所示的LED灯泡，准备描绘LED灯泡的伏安特性曲线，所用器材如下：

A.LED灯泡：额定功率0.1W；

B.电压表V：量程0~5V，内阻约为100kΩ

C.电流表A：量程0~300mA，内阻约为10Ω

D.锂离子电池：电动势3.8V、内阻很小；

E.滑动变阻器R：0—50Ω，2A；

F.开关、导线若干。

（1）考虑到描绘LED灯泡的伏安特性时，灯泡两端电压应从零开始，同时又要尽量减小实验误差。下列电路中最恰当的一个是_________。

A. B.

C. D.

（2）选择好正确的电路进行实验，根据实验所测得的电压和电流，描绘出该LED灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，由图线可知，LED灯泡两端电压在2.3V以下时几乎处于_________（选填“短路”或“断路”）状态，选LED灯泡的电阻随其两端电压的升高而_________（选填“增大”“减小”或“不变”）。

（3）由该LED灯泡的伏安特性曲线可知，若将该LED灯泡与题中所给电源和一阻值约为的电阻串联，则该LED灯泡的耗电功率为___________W（保留两位有效数字）。

Answer 1

【答案】D 断路 减小 0.024（0.023—0.025均给分）

【解析】

（1）要求电流电压从零开始，所以电路应该用分压电路，且由于电压表的内阻远远大于待测电阻的阻值，所以应该用电流表外接法，所以电路结构选D；

（2）在2.3V以下时电路中电流为零，可以认为电路断路，从图像上可以看出LED灯泡的电阻随其两端电压的升高而减小。

（3）将该LED灯泡与题中所给电源和一阻值约为的电阻串联，设灯泡两端的电压为U，流过灯泡的电流为I，根据闭合电路欧姆定律可知，整理得：，在I-U图像上画出此函数，如图所示：

图像的交点即为灯泡的工作电压和电流，此时的电压为3.05V，电流为8mA，所以LED灯泡的耗电功率为