Question

14．某實驗小組利用實驗探究LED的伏安特性．可供選擇的實驗器材有：
A．電源E（電動勢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．滑動變阻器R₁（最大阻值50Ω）；
F．滑動變阻器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．開關S、導線若干．
實驗小組選擇恰當?shù)膶嶒炂鞑�，設計合理的測量方法，規(guī)范操作，并根據(jù)電流表和電壓表的讀數(shù)及實驗設計，得到了通過待測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

回答下列問題：
（1）電流表應選D，滑動變阻器應選E，定值電阻應選G．（填序號）
（2）在如圖1的方框中將實驗電路圖補充完整．

（3）根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，在圖2中作出該LED的伏安特性曲線．
（4）由圖線可知：該LED發(fā)光管BC．
A．只要加電壓就能發(fā)光
B．需要加適當?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，電壓較低時引起電流變化較大．

Answer 1

分析 （1）明確實驗原理，分析電流表量程，明確通過改裝來擴大量程以達到實驗目的，通過計算可明確選擇的電流表和電壓表；同時根據(jù)數(shù)據(jù)分析滑動變阻器接法；
（2）根據(jù)題意選擇滑動變阻器接法，同時明確二極管內(nèi)阻較小，故應采用電流表外接法；
（3）根據(jù)描點法可得出對應的伏安特性曲線；
（4）根據(jù)圖象進行分析，由P=UI分析功率，明確燈泡發(fā)光情況；同時明確電流變化與電壓大小的關系．

解答 解：（1）由表可知，電流最大值為15mA；若采用0.6A量程則誤差過大，只能采用5mA電流表，將其量程擴大到略大于15mA即可；若擴大到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； 故為了擴大量程至大于15mA； 應選用小一點電阻；故定值電阻選G；因電壓變化范圍較大，故滑動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；同時為了多測數(shù)據(jù)滑動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)進行描點可得出對應的伏安特性曲線如圖所示；
（4）A、根據(jù)其伏安特性曲線可知，只有加上3V以上的電壓燈泡才能發(fā)光；故A錯誤，B正確；
C、由圖象可知，電壓越高，坐標變化越快；故說明電壓越大，電流變化越快，故C正確，D錯誤；
故選：BC；
故答案為：（1）DEG；
（2）如圖所示；

（3）如圖所示；

（4）BC．

點評 本題考查測量燈泡的伏安特性曲線的性質(zhì)，要掌握實驗電路的接法、儀器的選擇以及伏安特性曲線的作圖方法；這些均為電學實驗考查的重點，要注意通過專題訓練掌握相應的解題方法；從而能應對各種實驗的變形．