Question

18．發(fā)光二極管（LED）是一種節(jié)能、環(huán)保的元器件，被廣泛應(yīng)用到顯示器、照明等各領(lǐng)域．某興趣小組為探究工作電壓是“1.4～4V”、最大正向直流電源是“5～20mA”的LED管的I-U曲線，設(shè)計(jì)了如圖①所示的實(shí)驗(yàn)電路．實(shí)驗(yàn)室備有以下器材：
電流表A₁：量程0～50mA，內(nèi)阻約為50Ω
電流表A₂：量程0～200mA，內(nèi)阻約為10Ω
電壓表V：量程0～5V，內(nèi)阻約為10kΩ
滑動(dòng)變阻器R₁：阻值范圍0～15Ω，允許最大電流1A
滑動(dòng)變阻器R₂：阻值范圍0～1kΩ，允許最大電流100mA
直流電源E：輸出電壓6V，內(nèi)阻不計(jì)
開關(guān)（S）、導(dǎo)線若干

（1）為了提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，電流表應(yīng)選擇A₁；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用R₁（以上填器材代號(hào)）．
（2）實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)描點(diǎn)繪出了如圖②所示的I-U圖象．而發(fā)光二極管（LED）的效率η與通過二極管的電流I的關(guān)系曲線如圖③所示．其中發(fā)光二極管的效率η是指輻射的全部光功率Φ與供給發(fā)光二極管的電功率比值．則發(fā)光二極管效率達(dá)最大時(shí)其電阻R_L=267Ω，輻射的光功率Φ=0.00576W．保留3位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）由題中給出的電壓及圖中數(shù)據(jù)可明確電流表的選擇，根據(jù)實(shí)驗(yàn)接法得出正確的滑動(dòng)變阻器；
（2）由圖可知達(dá)最大效率時(shí)的電流值，則可由I-U圖象得出對(duì)應(yīng)的電阻；再效率比可求得光功率．

解答 解：由圖2可知，測(cè)量的電流值沒有超過10mA；故只能選用A₁進(jìn)行測(cè)量；因本實(shí)驗(yàn)采用分壓接法，則滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇小電阻；故選R₁；
（2）由圖③可知，當(dāng)效率達(dá)最大時(shí)，電流為6mA，由圖②可知，電壓為1.6V，則電阻R=$\frac{1.6}{6×1{0}^{-3}}$=267Ω；
此時(shí)效率為60%；功率P=UI=1.6×6×10^-3=9.6×10^-3W；
光功率Φ=60%P=9.6×10^-3×0.6=0.00576W；
故答案為：（1）A₁　R₁　（2）267　0.00576

點(diǎn)評(píng) 本題考查儀表的選擇及圖象的應(yīng)用，要注意正確理解圖象，并能由圖象結(jié)合所學(xué)物理規(guī)律進(jìn)行分析求解．