Question

7．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．圖甲是LED燈的實(shí)物圖和元件符號(hào)．把一個(gè)額定電壓為3V的LED燈接入電源電壓恒為6V的電路如圖乙．移動(dòng)變阻器R₂的滑片P，測得電流表與電壓表的示數(shù)變化關(guān)系如圖丙．

（1）當(dāng)LED燈正常發(fā)光時(shí)．變阻器R₂接入電路的阻值多大？
（2）當(dāng)變阻器R₂兩端電壓為1V時(shí)，LED燈消耗的電功率多大？

Answer 1

分析 （1）由電路圖知，LED燈R₁與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測R₁兩端電壓，電流表測電路中電流．
由圖象可得LED燈正常發(fā)光電流，由此串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算R₂接入電路的阻值；
（2）先計(jì)算R₂兩端電壓為1V時(shí)，LED的電壓，由圖象讀出此時(shí)通過LED燈的電流，由P=UI計(jì)算其電功率．

解答 解：
（1）由電路圖知，LED燈R₁與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測R₁兩端電壓，電流表測電路中電流．
由題知，LED燈額定電壓為3V，由圖象可得LED燈正常發(fā)光電流為5mA=5×10^-3A，
由此串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得R₂接入電路的阻值：
R₂=$\frac{{U}_{2}}{I}$=$\frac{U-{U}_{額}}{I}$=$\frac{6V-3V}{5×1{0}^{-3}A}$=600Ω；
（2）由串聯(lián)電路特點(diǎn)知，當(dāng)R₂兩端電壓為1V時(shí)，LED的電壓：
U₁′=U-U₂′=6V-1V=5V，
由圖象知此時(shí)通過LED燈的電流I′=20mA=0.02A，
所以LED燈消耗的電功率：P₁=U₁′I′=5V×0.02A=0.1W．
答：（1）當(dāng)LED燈正常發(fā)光時(shí)．變阻器R₂接入電路的阻值為600Ω；
（2）當(dāng)變阻器R₂兩端電壓為1V時(shí)，LED燈消耗的電功率為0.1W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律以及電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是從圖象中獲取有用的信息．