Question

某同学通过实验研究LED灯的伏安特性曲线，可用的器材如下：电源、滑动变阻器、电流表、电压表、不同规格的LED灯两组、电键、导线．

（1）该同学将灯L₁连接成如图甲所示的实验电路．开关闭合前，滑动变阻器的滑片位置应置于      端（填“左”或“右”）．各元件检查正常，闭合开关后，移动滑动变阻器滑片，发现电压表有示数，而电流表始终无示数，且灯L₁不亮，则一定断路的导线是

（2）更换导线后，移动滑动变阻器滑片，得到灯L₁的I﹣U图象如图乙中的图线L₁，则可知灯L₁的电阻随电压增大而      （填“变大”“变小”或“不变”）

（3）换灯L₂重做实验，得到其I﹣U图象如图乙中的图线L₂．将滑动变阻器的滑片移到合适位置固定，同时撤去导线2，接灯L₂时电流表的读数为0.16A，接灯L₁时电流表的读数为0.14A，灯被短路时，电流表的读数应为      A（结果保留两位有效数字）

Answer

（1）左，6；（2）变小；（3）0.22

【解析】

试题分析：（1）分压电路开始时的电压要从0开始；根据实验原理分析实验电路图，明确断点的位置；

（2）结合I﹣U图象的特点，分析LED等的电阻的性质；

当通过灯泡的电流最小时，灯泡实际功率最小，分析图示电路结构，确定滑片在什么位置时灯泡实际功率最小，在同一坐标系内作出电源U﹣I图象，然后根据图象应用电功率公式求出灯泡实际功率．

【解析】
（1）该同学将灯L1连接成如图甲所示的实验电路．由图可知该电路为分压式的电路，所以开关闭合前，滑动变阻器的滑片位置应置于 左 端，使开始时的LED灯的电压最小．各元件检查正常，闭合开关后，移动滑动变阻器滑片，发现电压表有示数，说明电路中的滑动变阻器之前的电路没有问题，电压表的支路也没有物体；而电流表始终无示数，且灯L1不亮，则只有LED灯的支路存在问题．所以一定断路的导线是 6．

（2）在I﹣U图象中，各个点与坐标原点的连线的斜率表示电阻的倒数，由图可知，随电压增大，各点与坐标原点的连线的斜率增大，所以可知待测电阻的电阻值减小；

（3）由图乙可以读出，接灯L2时电流表的读数为0.16A，此时的电压为：U2=0.8V；接灯L1时电流表的读数为0.14A，此时的电压：U1=1.05V；

设电源的电动势为E，电路中的其他部分的电阻值为R，由闭合电路的欧姆定律得：

E=U1+I1R ①

E=U2+I2R ②

联立得：E=2.8V，R=12.5Ω

所以当灯被短路时，电流表的读数：

I=Ω

故答案为：（1）左，6；（2）变小；（3）0.22

【点评】应用图象法处理实验数据是常用的方法，要掌握描点法作图的方法；本题最后一问是本题的难点，要注意图象法的应用．