Question

18．某興趣小組在研究“串聯(lián)電路特點”的活動中，將一個阻值約為10Ω的普通小燈泡和一個LED燈串聯(lián)后接入電路（如圖甲）．閉合開關(guān)S₁，發(fā)現(xiàn)LED燈亮而小燈泡不亮．針對這種現(xiàn)象，同學(xué)們提出了以下猜想：

猜想一：小燈泡L處發(fā)生短路
猜想二：LED燈電阻很大導(dǎo)致電路電流很小
為了驗證猜想，小組同學(xué)進行如下實驗：
實驗一：將一根導(dǎo)線并聯(lián)在圖甲電路中LED燈的兩端，根據(jù)觀察到的現(xiàn)象否定了猜想一．
實驗二：利用電流表和電壓表，按圖乙所示的電路對LED燈的電阻進行測量．閉合開關(guān)，依次移動滑動變阻器的滑片，獲得多組數(shù)據(jù)如表，經(jīng)分析，結(jié)果支持猜想二．

實驗次數(shù)	電壓（V）	電流（mA）	電阻（Ω）
1	1.4	12	116.7
2	1.6	14	114.3
3	1.8	16	112.5
…	…	…	…

（1）實驗一中觀察到的現(xiàn)象是小燈L發(fā)光；
（2）實驗二中
①請在乙圖中畫出電壓表和電流表的位置；
②某次測量時電壓表示數(shù)如圖丙所示，此時電壓表示數(shù)為2.3V；
③試計算電壓為1.4V時，該LED燈的消耗的電功率．
（3）在實驗二測量過程中，滑動變阻器的滑片向b端移動（選填“a”或“b”）．

Answer 1

分析 （1）若小燈泡L處發(fā)生短路，當將一根導(dǎo)線并聯(lián)在圖甲電路中LED燈的兩端時，燈泡不會發(fā)光；
（2）①電流表要與被測用電器串聯(lián)，電壓表應(yīng)與被測用電器并聯(lián)，據(jù)此判斷；
②根據(jù)電壓表所選量程，可知其分度值，結(jié)合指針位置可得出此時電壓表示數(shù)；
③利用公式P=UI，結(jié)合表中的數(shù)據(jù)可做出計算；
（3）根據(jù)串聯(lián)分壓和歐姆定律分析，從而確定滑動變阻器的變化．

解答 解：（1）若小燈泡L處發(fā)生短路，當將一根導(dǎo)線并聯(lián)在圖甲電路中LED燈的兩端時，電流流經(jīng)導(dǎo)線，燈泡不會發(fā)光，但根據(jù)觀察到的現(xiàn)象否定了猜想，說明小燈泡L發(fā)光；
（2）①根據(jù)電流表要與被測用電器串聯(lián)，電壓表應(yīng)與被測用電器并聯(lián)可做出判斷，如圖所示．

②由圖可知，電壓表所選量程為0～3V，分度值為0.1V，則由指針位置可知此時電壓表示數(shù)為2.3V；
③由表中數(shù)據(jù)可知，當電壓為1.4V時，電路中的電流為12mA=0.012A，
則LED燈的消耗的電功率為：P=UI=1.4V×0.012A=1.68×10^-2W；
（3）測定LED燈電阻，需要LED燈兩端電壓和流經(jīng)LED燈電流的數(shù)值，猜想二：LED燈電阻很大導(dǎo)致電路電流很小，電流表不能顯示讀數(shù)，因此要減小滑動變阻器兩端電壓，即滑動變阻器的滑片向b端或右端移動．
故答案為：（1）小燈泡L發(fā)光；（2）①見上圖；②2.3；③LED燈的消耗的電功率為1.68×10^-2W；（3）b．

點評 此題是綜合探究實驗題，考查了電路的故障分析、電壓表的讀數(shù)、歐姆定律、電功率的計算等多個知識點，難易程度適中．