Question

14．某实验小组利用实验探究LED的伏安特性．可供选择的实验器材有：
A．电源E（电动势4.5V，内阻可忽略）；
B．电压表V（量程4V，内阻4kΩ）；
C．电流表A₁（量程0.6A，内阻0.125Ω）；
D．电流表A₂（量程5mA，内阻300Ω）；
E．滑动变阻器R₁（最大阻值50Ω）；
F．滑动变阻器R₂（最大阻值500Ω）；
G．定值电阻R₃（阻值100Ω，）；
H．定值电阻R₄（阻值300Ω）；
I．开关S、导线若干．
实验小组选择恰当的实验器材，设计合理的测量方法，规范操作，并根据电流表和电压表的读数及实验设计，得到了通过待测LED的电流I和电压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

回答下列问题：
（1）电流表应选D，滑动变阻器应选E，定值电阻应选G．（填序号）
（2）在如图1的方框中将实验电路图补充完整．

（3）根据测得的数据，在图2中作出该LED的伏安特性曲线．
（4）由图线可知：该LED发光管BC．
A．只要加电压就能发光
B．需要加适当的电压才能发光
C．在安全工作电压范围内，电压变化相同，电压较高时引起电流变化较大
D．在安全工作电压范围内，电压变化相同，电压较低时引起电流变化较大．

Answer 1

分析 （1）明确实验原理，分析电流表量程，明确通过改装来扩大量程以达到实验目的，通过计算可明确选择的电流表和电压表；同时根据数据分析滑动变阻器接法；
（2）根据题意选择滑动变阻器接法，同时明确二极管内阻较小，故应采用电流表外接法；
（3）根据描点法可得出对应的伏安特性曲线；
（4）根据图象进行分析，由P=UI分析功率，明确灯泡发光情况；同时明确电流变化与电压大小的关系．

解答 解：（1）由表可知，电流最大值为15mA；若采用0.6A量程则误差过大，只能采用5mA电流表，将其量程扩大到略大于15mA即可；若扩大到15mA，根据串并联电路规律可知，R=$\frac{{I}_{g}{R}_{g}}{I-{I}_{g}}$=$\frac{5×1{0}^{-3}×300}{（15-5）×1{0}^{-3}}$=150Ω； 故为了扩大量程至大于15mA； 应选用小一点电阻；故定值电阻选G；因电压变化范围较大，故滑动变阻器采用分压接法，故选小电阻E；
（2）根据（1）中分析可知，将A₂与R₃并联与再LED灯串联，电压表并联在LED两端；同时为了多测数据滑动变阻器采用分压接法；故电路图如图所示；
（3）根据给出的数据进行描点可得出对应的伏安特性曲线如图所示；
（4）A、根据其伏安特性曲线可知，只有加上3V以上的电压灯泡才能发光；故A错误，B正确；
C、由图象可知，电压越高，坐标变化越快；故说明电压越大，电流变化越快，故C正确，D错误；
故选：BC；
故答案为：（1）DEG；
（2）如图所示；

（3）如图所示；

（4）BC．

点评 本题考查测量灯泡的伏安特性曲线的性质，要掌握实验电路的接法、仪器的选择以及伏安特性曲线的作图方法；这些均为电学实验考查的重点，要注意通过专题训练掌握相应的解题方法；从而能应对各种实验的变形．