Question

15．王強(qiáng)同學(xué)觀察到現(xiàn)在的手電筒大都由原來的一個(gè)小燈泡換成了多顆發(fā)光二極管（如圖甲），他通過使用發(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)電路連成如圖乙所示的情況后：

（1）請(qǐng)你用筆畫線當(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誤后，再將滑動(dòng)變阻器調(diào)到阻值最大的位置，即圖中的A（選填字母）端，這時(shí)，他閉合開關(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)變阻器的最大阻值太小，使發(fā)光二極管兩端電壓高于額定電壓．
（3）當(dāng)王強(qiáng)找到原因換上合適的器材后，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)如圖丙所示．則這時(shí)發(fā)光二極管的額定功率0.12W．
（4）在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器所起的作用是：①保護(hù)電路；；②調(diào)節(jié)發(fā)光二極管兩端電壓．

Answer 1

分析 （1）測(cè)發(fā)光二極管額定功率時(shí)，電流表應(yīng)串聯(lián)在電路中，電壓表并聯(lián)在發(fā)光二極管兩端，由發(fā)光二極管規(guī)格確定電表量程；
（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明電路中的電流過大；
（3）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；
（4）滑動(dòng)變阻器的一個(gè)作用是保護(hù)電路，另一作用是調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片位置，改變電路總電阻，電路電流改變，從而改變二極管兩端的電壓．

解答 解：
（1）測(cè)發(fā)光二極管額定功率時(shí)，電流表應(yīng)串聯(lián)在電路中，電壓表并聯(lián)在發(fā)光二極管兩端，
發(fā)光二極管的額定電壓3V，所以電壓表使用0-3V量程，它正確工作的電流約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{80Ω}$=0.0375A，所以電流表應(yīng)用0-0.6A量程，電路連接如圖所示：
；
（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；
此時(shí)電路中電流：I=$\frac{U}{R+{R}_{滑最大}}$=$\frac{6V}{80Ω+20Ω}$=0.06A＞0.0375A，所以其電壓超過了額定電壓，即滑動(dòng)變阻器的最大阻值太小造成的；
（3）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；
（4）滑動(dòng)變阻器的作用是：①保護(hù)電路；②調(diào)節(jié)發(fā)光二極管兩端電壓，從而使其正常發(fā)光．
故答案為：（1）見上圖；（2）A；滑動(dòng)變阻器的最大阻值太小，使發(fā)光二極管兩端電壓高于額定電壓；（3）3； 0.12；（4）①保護(hù)電路；②調(diào)節(jié)發(fā)光二極管兩端電壓．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了連接實(shí)物圖、滑動(dòng)變阻器的作用、電流表讀數(shù)、求發(fā)光二極管的功率等，是實(shí)驗(yàn)的常考內(nèi)容；對(duì)電表讀數(shù)時(shí)應(yīng)先確定電表的量程與最小分度值，然后根據(jù)指針位置讀數(shù)．