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某实验小组要精确测定额定电压为3V的LED灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时电阻大约500Ω左右，电学符号与小灯泡电学符号相同．实验室提供的器材有：电流表A1（量程为0至50mA，内阻RA1=3Ω）电流表A2（量程为0至3mA，内阻RA2=15Ω）定值电阻R1=697Ω定值电阻R2=1985Ω滑动变阻器R（0至20Ω）一只电压表V（量程为0至12V，内阻RV=1kΩ）蓄电池E（电动势为12V，内阻很小）电键S一只（1）在方框中画出应采用的电路图，并在实物图中用笔代替导线将电路连接起来．（2）写出测量L

2019-06-22

某实验小组要精确测定额定电压为3V的LED灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时电阻大约500Ω左右，电学符号与小灯泡电学符号相同．
实验室提供的器材有：
电流表A1（量程为0至50mA，内阻RA1=3Ω）
电流表A2（量程为0至3mA，内阻RA2=15Ω）
定值电阻R1=697Ω
定值电阻R2=1985Ω
滑动变阻器R（0至20Ω）一只
电压表V（量程为0至12V，内阻RV=1kΩ）
蓄电池E（电动势为12V，内阻很小）
电键S一只
（1）在方框中画出应采用的电路图，并在实物图中用笔代替导线将电路连接起来．
（2）写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式Rx=
I2(R2+RA2)
U
RV
−I2
I2(R2+RA2)
U
RV
−I2
，当表达式中的______（填字母）达到______，记下另一电表的读数带入表达式，其结果为正常工作时电阻．
优质解答
（1）要精确测定额定电压为3V的LED灯正常工作时的电阻，需测量LED灯两端的电压和通过LED灯的电流，由于LED灯的额定电压为3V，题目中所给的电压表量程过大，测量误差较大，不能用已知的电压表测量LED两端的电压，可以将电流表A2与定值电阻串联改装为电压表测量电压；LED灯正常工作时的电流大约为
U
R
=
3
500
A=0.006A=6mA左右，电流表的量程较小，电流表无法测量电流，可以用电压表测量电流；因为滑动变阻器阻值远小于LED的电阻，所以滑动变阻器采用分压式接法．电路图如图所示，根据电路图连接实物图如图所示．
（2）根据闭合电路欧姆定律知，灯泡两端的电压U=I2（R+RA2），通过灯泡的电流I=
U
RV
-I2
则LED灯正常工作时的电阻 Rx=
U
I
=
I2(R2+RA2)
U
RV
−I2
．
因为改装后的电压表内阻为1985+15Ω=2000Ω，则当I2=1.5mA时，LED灯两端的电压为3V，达到额定电压，测出来的电阻为正常工作时的电阻．
故答案为：
（1）如图所示．
（2）
I2(R2+RA2)
U
RV
−I2
．I2，1.5mA． （1）要精确测定额定电压为3V的LED灯正常工作时的电阻，需测量LED灯两端的电压和通过LED灯的电流，由于LED灯的额定电压为3V，题目中所给的电压表量程过大，测量误差较大，不能用已知的电压表测量LED两端的电压，可以将电流表A2与定值电阻串联改装为电压表测量电压；LED灯正常工作时的电流大约为
U
R
=
3
500
A=0.006A=6mA左右，电流表的量程较小，电流表无法测量电流，可以用电压表测量电流；因为滑动变阻器阻值远小于LED的电阻，所以滑动变阻器采用分压式接法．电路图如图所示，根据电路图连接实物图如图所示．
（2）根据闭合电路欧姆定律知，灯泡两端的电压U=I2（R+RA2），通过灯泡的电流I=
U
RV
-I2
则LED灯正常工作时的电阻 Rx=
U
I
=
I2(R2+RA2)
U
RV
−I2
．
因为改装后的电压表内阻为1985+15Ω=2000Ω，则当I2=1.5mA时，LED灯两端的电压为3V，达到额定电压，测出来的电阻为正常工作时的电阻．
故答案为：
（1）如图所示．
（2）
I2(R2+RA2)
U
RV
−I2
．I2，1.5mA．
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