Question

2．王強(qiáng)同學(xué)觀察到現(xiàn)在的手電筒大都由原來(lái)的一個(gè)小燈泡換成了多顆發(fā)光二極管，他通過(guò)使用發(fā)現(xiàn)這種手電筒非常明亮而且還非常省電，他很好奇，于是就到電子器材商店買了兩顆這種發(fā)光二極管準(zhǔn)備用實(shí)驗(yàn)測(cè)出它的額定功率．從包裝盒上，他了解到這種發(fā)光二極管的額定電壓是3V，正常發(fā)光時(shí)電阻約為80Ω左右．當(dāng)他選好器材（電源是電壓為6V的蓄電池，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20Ω、1A”字樣）并將實(shí)驗(yàn)電路連成如圖甲所示的情況后：
（1）請(qǐng)你用筆畫(huà)線當(dāng)導(dǎo)線，替他把電路連接完整（要求選擇合適的量程，導(dǎo)線不交叉）
（2）實(shí)驗(yàn)前，老師建議王強(qiáng)同學(xué)先使用電壓表的大量程．王強(qiáng)將電路連好并檢查無(wú)誤后，再將滑動(dòng)變阻器調(diào)到圖中的A端（填“A”或“B”），這時(shí)，他閉合開(kāi)關(guān)后發(fā)現(xiàn)發(fā)光二極管非常明亮且還冒煙，接著就被燒壞了．產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)變阻器的最大阻值太小，使發(fā)光二極管兩端電壓大于額定電壓．
（3）王強(qiáng)同學(xué)更換合適的器材后，再次閉合開(kāi)關(guān)發(fā)現(xiàn)發(fā)光二極管不發(fā)光，電流表指針有明顯偏轉(zhuǎn)，電壓表卻無(wú)示數(shù)，產(chǎn)生這一故障的原因是發(fā)光二極管短路了
（4）當(dāng)王強(qiáng)排出故障后，按照正確的操作規(guī)則將電壓表的示數(shù)調(diào)到3V，這時(shí)他觀察到電流表示數(shù)如圖乙所示．則這時(shí)通過(guò)發(fā)光二極管的電流是0.04A，發(fā)光二極管的額定功率是0.12W．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)發(fā)光二極管的額定電壓確定電壓表的量程，且與二極管并聯(lián)；根據(jù)歐姆定律求出額定電流的大約值確定電流表的量程，且與二極管串聯(lián)；
（2）由電路圖可知滑動(dòng)變阻器接入電路最大阻值的位置，根據(jù)發(fā)光二極管被燒壞了說(shuō)明電路中的電流過(guò)大；
（3）電流表指針有明顯偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電路為通路，根據(jù)發(fā)光二極管不發(fā)光、電壓表卻無(wú)示數(shù)分析回答產(chǎn)生這一故障的原因；
（4）額定電壓下發(fā)光二極管正常工作，根據(jù)電流表的量程和分度值讀出電流表的示數(shù)，根據(jù)P=UI求出光二極管的額定功率．

解答 解：（1）發(fā)光二極管的額定電壓為3V，所以電壓表的量程為0～3V，且與發(fā)光二極管并聯(lián)；
發(fā)光二極管的額定電流約為I=$\frac{U}{R}=\frac{3V}{80Ω}$=0.0375A，
故電流表的量程為0～0.6A，且與發(fā)光二極管串聯(lián)，如下圖所示：

（2）由圖可知，滑動(dòng)變阻器滑片位于A端時(shí)接入電路的電阻最大；
發(fā)光二極管被燒壞了說(shuō)明電路中的電流過(guò)大，根據(jù)歐姆定律可知，電路中電阻過(guò)小，即滑動(dòng)變阻器的最大阻值太小造成的；
（3）再次閉合開(kāi)關(guān)發(fā)現(xiàn)發(fā)光二極管不發(fā)光，電流表指針有明顯偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電路為通路，電壓表卻無(wú)示數(shù)，二極管不發(fā)光，則產(chǎn)生這一故障的原因是：與電壓表并聯(lián)的二極管短路了；
（4）二極管的額定電壓是3V，按照正確的操作規(guī)則將電壓表的示數(shù)調(diào)到3V；
電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，所以電流表的示數(shù)為0.04A，
發(fā)光二極管的額定功率P=UI′=3V×0.04A=0.12W．
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）A；滑動(dòng)變阻器的最大阻值太��；
（3）發(fā)光二極管短路了；
（4）3；0.04； 0.12．

點(diǎn)評(píng) 本題測(cè)量發(fā)光二極管的額定功率，考查了連接實(shí)物圖、電流表讀數(shù)、變阻器的作用及額定功率的計(jì)算，是電學(xué)實(shí)驗(yàn)的�？純�(nèi)容．