Question

發(fā)光二極管（LED）具有高亮度、低能耗等優(yōu)點(diǎn)，將在我市推廣使用．如圖甲所示是LED的實(shí)物圖和元件符號(hào)．把一個(gè)額定電壓為3V的LED接入電源電壓恒為4.5V的電路，如圖乙所示．

（1）閉合開關(guān)S，LED發(fā)光；斷開S，改變電源的正負(fù)極后閉合S，LED卻不發(fā)光，可見，LED具有

單向

（填“單向”或“雙向”）導(dǎo)電性；
（2）移動(dòng)滑片P，測(cè)得電流表與電壓表的示數(shù)變化關(guān)系如圖丙所示．當(dāng)該LED正常工作時(shí)，消耗的電功率多大？此時(shí)變阻器R'接入電路的阻值多大？

Answer 1

分析：（1）由LED是否發(fā)光，來(lái)判斷電路中是否有電流，并由此判定LED是否是導(dǎo)體，以及導(dǎo)電的單向、雙向問(wèn)題．
（2）由圖丙所示I-U圖象找出LED額定電壓對(duì)應(yīng)的電流，然后由電功率公式P=UI求出LED消耗的電功率；由圖乙所示電路可知，LED與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，由串聯(lián)電路特點(diǎn)求出變阻器兩端電壓，然后由歐姆定律求出變阻器接入電路的阻值．．

解答：解：（1）閉合開關(guān)S，LED發(fā)光，電路中有電流，LED是導(dǎo)體能導(dǎo)電；改變電源的正負(fù)極后閉合S，LED卻不發(fā)光，電路中無(wú)電流，此時(shí)LED是絕緣體不導(dǎo)電，由此判定LED具有單向?qū)щ娦裕?br />（2）由圖丙所示I-U圖象可知，LED額定電壓U=3V對(duì)應(yīng)的電流I=20mA=0.02A，
LED正常工作時(shí)消耗的電功率P=UI=3V×0.02A=0.06W．
此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓：U_R=U-U_LED=4.5V-3V=1.5V，
∵I=

U

R

，
∴滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值：
R=

UR

I

=

1.5V

0.02A

=75Ω；
答：（1）LED具有單向?qū)щ娦裕?br />（2）LED正常工作時(shí)，消耗的電功率為0.06W，此時(shí)變阻器接入電路的阻值為75Ω．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了LED具有單向?qū)щ娦�、求LED的電功率、滑動(dòng)變阻器阻值問(wèn)題，注重考查了學(xué)生的讀圖能力及相關(guān)的計(jì)算．