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(10分)发光二极管在生产和生活中得到了广泛应用。图甲是一种发光二极管的实物图,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性曲线,实验测得它两端电压U和通过它电流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

(1)实验室提供的器材如下:

A.电压表(量程0-3V,内阻约10kΩ)

B.电压表(量程0-15V,内阻约25 kΩ)

C.电流表(量程0-50mA,内阻约50Ω)

D.电流表(量程0-0.6A,内阻约1Ω)

E.滑动变阻器(阻值范围0-10Ω,允许最大电流3A)

F.电源(电动势6V,内阻不计)

G.开关,导线

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)请在图乙中以笔划线代替导线,按实验要求将实物图中的连线补充完整。

 (3)根据表中数据,在图丙所示的坐标纸中画出该发光二极管的I-U图线。

(4)若此发光二极管的最佳工作电流为10mA,现将此发光二极管与电动势为3V、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 (结果保留三位有效数字) 。

 

 

 


⑴  A (2分)  C(2分);

(2)左下图所示 (2分)  (3)右下图所示 (2分) (4)110(在100~120之间均算对)(2分)

 


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(2010?于都县模拟)(1)实验室中有下列几个长度测量仪器:①米尺、②10分度游标卡尺、③20分度游标卡尺、④50分度游标卡尺、⑤螺旋测微器.一个同学用其中一种仪器测量某工件的长度为8.116cm,则他所使用的仪器为
 (填仪器序号)

(2)如图1所示为一多用电表的表盘示意图,选择开关已经旋到R×10Ω的电阻挡位上,这种情况下该欧姆表的总内阻R=
150
150
Ω.有一位同学实验时发现该表内所用的5号锌锰干电池(标称电动势1.5V)已旧,随手将刚充好电的5号镍氢电池(电动势为1.2V)换上,选择开关不变,经过调整后测量一未知电阻Rx的阻值,发现表针恰好指在表盘的正中间,则该电阻Rx的准确值应为:
D
D

(A)15Ω     (B)150Ω    (C)12Ω   (D)120Ω
(3)发光二极管(LED)近年来被人们誉为是本世纪的新型光源.有一些手灯就是用几个发光二极管并联后作为光源使用的,其发光效率很高.它在正常工作时,正向压降约3.2V,电流在15mA左右.现取这样一只发光二极管(电路符号表示),要测量它的伏安特性,另提供有下列的实验器材:电源E(电动势为4V,内阻不计);滑线变阻器R0(阻值0-20Ω);毫安表(量程20mA,有内阻);数字万用表(电压挡有五个量程:分别为0.2V、2V、20V、200V,2000V,内阻很大);开关一只;导线若干.
要求:(Ⅰ)在图2方框内画出能测定其伏安特性的电路原理图,并在图上注明电压表挡所选量程.
(Ⅱ)某实验员通过实验已得出了图3所示的U-I特性曲线图.接着,他又用该二极管、电源E和另一只固定电阻R等组成图4所示的电路,当闭合开关S时,发现二极管发出微弱白光,立即用万用表的电压挡测得电阻R两端的电压为1.0V,由此可以判定电阻R的阻值大约为
154
154
Ω.

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

实验桌上有外形十分相似的发光二极管和电容器各一只,它们的性能均正常.
(1)现在用多用电表的欧姆挡,分别测量它们的正反向电阻.测量结果如下:测甲元件时,R=0.5kΩ,R=100kΩ;测乙元件时,开始时指针偏转到0.5kΩ,接着读数逐渐增加,最后停在“∞”上.则甲、乙二个元件分别是
 
 

(2)若想测量上述发光二极管的发光效率,某同学设计了如图甲所示的实验:将一个标有“0.5V 1W”的发光二极管接入电路,使之正常发光,在发光二极管的同一水平面、正对光线方向放一个光强探头,以测定与光源间距为d时相应的光强值I(单位面积上光的照射功率).实验测得数据如下表,并用一数字图象处理器将表内数据分别在I-d、I-d-1、I-d-2坐标平面内标得如下数据点,如图乙所示.
d/×10-2m 2.50 3.50 4.50 5.50 6.50 7.50 8.50 9.50
I/W?m-2 32.00 16.33 9.97 6.61 4.73 3.56 2.77 2.22
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①根据图中三个数据点图,可以将I与d之间的数学关系式写为
 
,其中的常量为
 

②若把发光二极管看成点光源,在与点光源等距离的各点,可以认为光源向各个方向发出的光强大小几乎相等.此时,我们可以建立一个点光源散射光的模型,从而求出光源的发光功率P0、光强I及相应的与光源距离d之间的关系式:P0=
 

③根据以上条件和有关数据,可以算出这个发光二极管的电--光转换效率约为η=
 
.(不考虑光传播过程中的能量损失)

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科目:高中物理 来源: 题型:

(10分) 2010年上海世博会上大量使用了LED发光二极管.小明设计了一个研究LED发光二极管特性的实验,用电压表和电流表测LED发光二极管两端的电压UD和通过它的电流I,将得到的数据记录在下表中:

UD/ V

0

0.4

0.8

1.2

1.6

2.0

 2.4

2.6

2.8

3.0

I/ mA

0

0.9

2.3

4.3

6.8

13.0

17.8

24.0

28.2

37.0

   请完成下列问题:

(1)小明用笔画线表示导线,将图中实验器材连接成实验所需的电路,由于粗心漏画了一条线,请你将这条线补画好;

(2)在IU图上画出LED发光二极管的伏安特性曲线;

▲ ▲ ▲

 
 


(3)已知该LED发光二极管的最佳工作电压为2.5V,现用电动势为3V内阻为5的电源供电,需要串联一个电阻R才能使二极管工作在最佳状态,则该电阻值为   ▲      (结果保留两位有效数字)

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科目:高中物理 来源: 题型:

(10分) 2010年上海世博会上大量使用了LED发光二极管.小明设计了一个研究LED发光二极管特性的实验,用电压表和电流表测LED发光二极管两端的电压UD和通过它的电流I,将得到的数据记录在下表中:

UD/ V

0

0.4

0.8

1.2

1.6

2.0

 2.4

2.6

2.8

3.0

I/ mA

0

0.9

2.3

4.3

6.8

13.0

17.8

24.0

28.2

37.0

   请完成下列问题:

(1)小明用笔画线表示导线,将图中实验器材连接成实验所需的电路,由于粗心漏画了一条线,请你将这条线补画好;

(2)在IU图上画出LED发光二极管的伏安特性曲线;

▲ ▲ ▲

 
 


(3)已知该LED发光二极管的最佳工作电压为2.5V,现用电动势为3V内阻为5的电源供电,需要串联一个电阻R才能使二极管工作在最佳状态,则该电阻值为   ▲      (结果保留两位有效数字)

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