Question

3．發(fā)光二極管（LED）具有高亮度、低能耗等優(yōu)點．如圖甲所示是LED的實物圖和元件符號．

把一個額定電壓為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S，LED發(fā)光；斷開S，改變電源的正負極后閉合S，LED卻不發(fā)光，可見，LED具有單向（填“單向”或“雙向”）導電性；
（2）移動滑片P，測得電流表與電壓表的示數(shù)變化關系如圖丙所示．當該LED正常工作時，消耗的電功率是0.06W．通電1min變阻器R’消耗的電能是1.8J．

Answer 1

分析 （1）由LED是否發(fā)光，來判斷電路中是否有電流，并由此判定LED是否是導體，以及導電的單向、雙向問題．

解答 解：（1）閉合開關S，LED發(fā)光，電路中有電流，LED是導體能導電；改變電源的正負極后閉合S，LED卻不發(fā)光，電路中無電流，此時LED是絕緣體不導電，由此判定LED具有單向導電性；
（2）由于LED正常工作，所以U_LED=3V，由圖象可知，通過LED的電流為I_LED=20mA=0.02A，
故LED正常工作時消耗的電功率為P_LED=U_LEDI_LED=3V×0.02A=0.06W；
LED和R′是串聯(lián)，可得變阻器兩端電壓：U′=U-U_LED=4.5V-3V=1.5V，通過變阻器的電流I'=I_LED=0.02A，
W'=U'I't=1.5V×0.02A×1×60s=1.8J．
故答案為：單向；0.06W；1.8J．

點評 此題主要考查了如何判斷LED具有單向導電性；以及根據題意選擇合適的計算電功率的計算公式和電功的求法