Question

2．小華觀察家中手電筒，發(fā)現(xiàn)里面只有一個(gè)LED燈，其額定電壓為1.5V．他想測(cè)出該LED燈的額定功率．
（1）請(qǐng)?jiān)趫D1中用筆畫線代替導(dǎo)線完成實(shí)物電路的連接．

（2）連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)處于斷開（選填“斷開”或“閉合”）狀態(tài)，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)處于最右（選填“左”或“右”）端．
（3）連好電路后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)LED燈不發(fā)光，電流表示數(shù)幾乎為0，電壓表示數(shù)約為3V，則該電路的故障可能是LED燈斷路（選填“短路”或“斷路”）．
（4）排除故障后，經(jīng)過多次測(cè)量得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	電壓U/V	電流I/A	電功率P/W
1	1.0	0.30	0.30
2	1.2	0.42	0.50
3	1.5

第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)，電流表示數(shù)如圖2所示，讀數(shù)為0.58A，則該LED燈的額定功率為0.87W，當(dāng)燈兩端的實(shí)際電壓小于額定電壓時(shí)，實(shí)際功率小于額定功率．
（5）進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)LED燈兩端的電壓增大時(shí)，其電阻將減�。�

Answer 1

分析 （1）根據(jù)伏安法測(cè)功率的原理連接電路，由燈的額定電壓確定電壓表量程；
（2）連接電路時(shí)，應(yīng)斷開開關(guān)，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)處于最大值處；
（3）電流表的指針幾乎為0，說明可能電路有斷路，再根據(jù)電壓表示數(shù)分析故障的原因；
（4）確定電流表的量程與最小分度值，讀出電流表示數(shù)；由公式P=UI求出LED燈的額定功率，由表中數(shù)據(jù)實(shí)際電壓小于額定電壓時(shí)實(shí)際功率與額定功率的關(guān)系；
（5）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，由I=$\frac{U}{R}$分析解答電壓增大時(shí)LED燈電阻的變化情況．

解答 解：
（1）測(cè)LED燈的額定功率時(shí)，滑動(dòng)變阻器、電流表、LED燈應(yīng)串聯(lián)在電路中，變阻器一上一下接，LED燈額定電壓為1.5V，所以電壓應(yīng)使用0-3V量程，由圖2知電流表使用0-0.6A量程，電路連接如圖所示：
；
（2）為了保護(hù)電路，連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)，實(shí)物圖知，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)處于最右端；
（3）好電路后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)LED燈不發(fā)光，電流表示數(shù)幾乎為0，說明電路可能有斷路發(fā)生，電壓表示數(shù)等于電源電壓3V，說明電壓表到電源間是通路，所以故障的原因可能是LED燈斷路了；
（4）由圖2可知，電流表量程是0.6A，分度值是0.02A，所以LED燈兩端電壓等于額定電壓1.5V時(shí)通過的電流為是0.58A，
所以LED燈的額定功率：P=UI=1.5V×0.58A=0.87W；
由表中數(shù)據(jù)實(shí)際電壓小于額定電壓時(shí)實(shí)際功率小于額定功率；
（5）根據(jù)I=$\frac{U}{R}$，由表中數(shù)據(jù)知不同電壓LED燈的電阻：
R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.0V}{0.30A}$≈3.3Ω，R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{1.2V}{0.42A}$≈2.9Ω，R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{1.5V}{0.58A}$≈2.6Ω，
所以當(dāng)LED燈兩端的電壓增大時(shí)，其電阻將減小．
故答案為：（1）見上圖；（2）斷開；右；（3）斷路；（4）0.58；0.87；小于；（5）減�。�

點(diǎn)評(píng) 本題是測(cè)LED燈額定功率的實(shí)驗(yàn)，考查了實(shí)物圖的連接、電路故障的判斷、電表的讀數(shù)、功率的計(jì)算等，這些都是測(cè)功率實(shí)驗(yàn)中常考的問題，要掌握好．