Question

20．王強(qiáng)同學(xué)觀察到現(xiàn)在的手電筒大都由原來的一個(gè)小燈泡換成了多顆發(fā)光二極管，他通過使用發(fā)現(xiàn)這種手電筒非常明亮而且還非常省電．他很好奇，于是就到電子器材商店買了兩顆這種發(fā)光二極管準(zhǔn)備用實(shí)驗(yàn)測出它的額定功率．從包裝盒上，他了解到這種發(fā)光二極管的額定電壓是3V，正常發(fā)光時(shí)電阻約為80Ω左右．當(dāng)他選好器材（電源是電壓為6V的蓄電池，滑動變阻器上標(biāo)有“20Ω、1A”字樣）并將實(shí)驗(yàn)電路連成如圖甲所示的情況后：

（1）請你用筆畫線當(dāng)導(dǎo)線，替他把電路連接完整（要求選擇合適的量程，導(dǎo)線不交叉）；
（2）實(shí)驗(yàn)前，老師建議王強(qiáng)同學(xué)先使用電壓表的大量程．王強(qiáng)將電路連好并檢查無誤后，再將滑動變阻器調(diào)到圖中的端A（填“A”或“B”），這時(shí)，他閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)發(fā)光二極管非常明亮且還冒煙，接著就被燒壞了．產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是滑動變阻器的最大阻值太小，使發(fā)光二極管兩端電壓大于額定電壓．
（3）王強(qiáng)同學(xué)更換合適的器材后，再次閉合開關(guān)發(fā)現(xiàn)發(fā)光二極管不發(fā)光，電流表指針有明顯偏轉(zhuǎn)，電壓表卻無示數(shù)，產(chǎn)生這一故障的原因是發(fā)光二極管短路；
（4）當(dāng)王強(qiáng)排除故障后，按照正確的操作規(guī)則將電壓表的示數(shù)調(diào)到3V，這時(shí)他觀察到電流表示數(shù)如圖乙所示，則這時(shí)通過發(fā)光二極管的電流是0.04A，發(fā)光二極管的額定功率是0.12W．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)發(fā)光二極管的額定電壓確定電壓表的量程，且與二極管并聯(lián)；根據(jù)歐姆定律求出額定電流的大約值確定電流表的量程，且與二極管串聯(lián)．
（2）由電路圖可知滑動變阻器接入電路最大阻值的位置，根據(jù)發(fā)光二極管被燒壞了說明電路中的電流過大．
（3）常見電路故障有斷路與短路兩種，根據(jù)電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因．
（4）額定電壓下發(fā)光二極管正常工作，根據(jù)電流表的量程和分度值讀出電流表的示數(shù)，根據(jù)P=UI求出光二極管的額定功率．

解答 解：（1）發(fā)光二極管的額定電壓為3V，所以電壓表的量程為0～3V，且與發(fā)光二極管并聯(lián)；發(fā)光二極管的額定電流約為$\frac{3V}{80Ω}$=0.0375A，故電流表的量程為0～0.6A，且與發(fā)光二極管串聯(lián)，如下圖所示：

（2）由圖可知，滑動變阻器滑片位于A端時(shí)接入電路的電阻最大；
發(fā)光二極管被燒壞了說明電路中的電流過大，即滑動變阻器的最大阻值太小造成的．
（3）閉合開關(guān)，發(fā)光二極管不發(fā)光，可能是電路斷路或二極管短路，電流表指針有明顯偏轉(zhuǎn)，
電路不存在斷路，電壓表卻無示數(shù)，說明與電壓表并聯(lián)的發(fā)光二極管短路．
（4）按照正確的操作規(guī)則將電壓表的示數(shù)調(diào)到3V；
電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，所以電流表的示數(shù)為0.04A，
發(fā)光二極管的額定功率P=UI=3V×0.04A=0.12W．
故答案為：（1）如圖所示；（2）A；最大阻值太小，大于額定電壓；（3）發(fā)光二極管短路；（4）3；0.04； 0.12．

點(diǎn)評 本題考查了連接實(shí)物圖、滑動變阻器的作用、電流表讀數(shù)、求發(fā)光二極管的功率等內(nèi)容，是實(shí)驗(yàn)的�？純�(nèi)容；連接電路時(shí)要注意滑動變阻器的接法，滑動變阻器四個(gè)接線柱不能同時(shí)接上面兩個(gè)接線柱，應(yīng)接一上一下兩個(gè)接線柱；對電表讀數(shù)時(shí)應(yīng)先確定電表的量程與最小分度值，然后根據(jù)指針位置讀數(shù)．