Question

13．LED灯带因发光颜色多变，可调光，可控制颜色变化，能带给环境多彩缤纷的视觉效果，因而灯带已被广泛应用在建筑物、桥梁、居家的装饰和照明上．某兴趣小组对一段灯带（工作电压不能超过13V，电流不能超过1A）进行研究，得到灯带的I-U图线．因实验室中电流表量程为0.6A，为满足测量要求，通过并联电阻R₀的方式将电流表量程扩大为1.2A．实验电路图如图1：

（1）实验室备有两种滑动变阻器R₁（0～10Ω，5A）和R₂（0～200Ω，1A），本实验中滑动变阻器应选用R₁．
（2）已知量程0.6A电流表的内阻为0.5Ω，则并联电阻R₀=0.5Ω；某次实验电流表指针如图2所示，则流经灯带的电流I=0.96A．
（3）若将此灯带直接连接到电动势E=12V、内阻r=3Ω的电源两端，则此灯带消耗的功率为4.9W．

Answer 1

分析 （1）在你保证安全的前提下唯爱方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器．
（2）应用并联电路特点与欧姆定律求出电阻阻值，然后求出流过灯丝的电流．
（3）在坐标系内作出电源的I-U图象，求出灯带的电压与电流，然后由P=UI求出功率．

解答 解：（1）滑动变阻器采用分压式接法，为方便实验操作，滑动变阻器应选择：R₁；
（2）改装电流表应并联的电阻值：R₀=$\frac{{I}_{g}{R}_{g}}{I-{I}_{g}}$=$\frac{0.6×0.5}{1.2-0.6}$=0.5Ω，
由图2所示表盘可知，电表读数：0.48A，由并联电路知识得流经灯带的电流：I=0.48×2A=0.96A．
（3）在坐标系内作出电源的图象中作出电源的I-U图象如图所示：

由图示图示可知：U=10.6V，I=0.46A，灯带消耗的功率：P=UI=10.6×0.46≈4.9W；
故答案为：（1）R₁；（2）0.5；0.96；（3）4.9．

点评 本题考查了实验器材的选择、求电阻阻值、求灯带的功率；在保证安全的前提下，为方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器；要知道电流表的改装原理、要掌握应用图象法处理实验数据的方法．