Question

12．LED燈即半導(dǎo)體發(fā)光二極管，它可以直接把電能轉(zhuǎn)化為光能．小明同學(xué)用10個(gè)LED燈（每個(gè)LED燈的額定電壓2.5V）焊接在一塊電路板上，制作了一個(gè)簡(jiǎn)易LED燈手電筒，此手電筒用兩節(jié)干電池做電源．他想測(cè)算出這10個(gè)LED燈正常發(fā)光時(shí)的功率．

（1）在電路板上，這10個(gè)LED燈是并聯(lián)（選填“串”或“并”）；
（2）為完成測(cè)量10個(gè)LED燈正常發(fā)光時(shí)的功率，請(qǐng)你幫他將電壓表接入如圖1的電路中；
（3）在閉合開(kāi)關(guān)前，圖中滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)位于右端（選填“左”或“右”）． 他閉合開(kāi)關(guān)后發(fā)現(xiàn)10個(gè)燈都不亮，兩表均有示數(shù)，接下來(lái)的操作是移動(dòng)滑片的位置，觀察燈泡是否發(fā)光．
（4）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使LED燈兩端的電壓為2.5V，此時(shí)電流表示數(shù)如圖2所示，該電流大小是0.2A，電路板上AB間的總電阻是12.5Ω，10個(gè)LED燈正常發(fā)光時(shí)的功率是0.5W．

Answer 1

分析 （1）供電電源是2節(jié)干電池，電壓為3V，LED燈額定電壓為2.5V，測(cè)10個(gè)LED燈正常發(fā)光時(shí)的功率，則使每個(gè)LED燈兩端的實(shí)際電壓達(dá)到2.5V．所以使10個(gè)LED燈應(yīng)并聯(lián)；
（2）電壓表串聯(lián)10個(gè)LED燈兩端的電壓，電壓表與10個(gè)LED燈并聯(lián)，由LED燈的額定電壓確定電壓表量程，注意電壓表正負(fù)接線(xiàn)柱；
（3）閉合開(kāi)關(guān)前，滑片處于最大阻值處，故此時(shí)電路電流很小，所以使得燈泡不發(fā)光；
（4）根據(jù)圖2中，電流表小量程讀數(shù)，由R=$\frac{U}{I}$求AB間的總電阻；知道AB間的電壓和電流，根據(jù)P=UI計(jì)算總功率．

解答 解：（1）電源由2節(jié)干電池組成，電源電壓為3V，LED燈額定電壓為2.5V，測(cè)LED燈的額定功率，則LED等兩端的實(shí)際電壓達(dá)到2.5V，所以采取并聯(lián)連接，可以使每個(gè)LED燈兩端的電壓相等，且都達(dá)到2.5V；
（2）LED燈額定電壓為2.5V，電壓表使用0～3V量程，電壓表測(cè)10個(gè)LED燈的電壓，電壓表并聯(lián)在AB兩點(diǎn)間，電流從正接線(xiàn)柱流入，從負(fù)接線(xiàn)柱流出．如下圖所示：
 
（3）為保護(hù)電路，閉合開(kāi)關(guān)前，滑片應(yīng)置于阻值最大處，即移動(dòng)到最右端；
閉合開(kāi)關(guān)后燈泡都不發(fā)光，是因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器連入電路電阻較大，使電路總電阻較大，電路電流很小，不能使燈泡發(fā)光．故下一步的操作是移動(dòng)滑片的位置，觀察燈泡是否發(fā)光；
（4）由圖2知，電流表使用的0～0.6A量程，每一個(gè)大格代表0.2A，每一個(gè)小格代表0.02A，電流為0.2A，AB間的總電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω；燈泡的總功率為P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
故答案為：（1）并；
（2）見(jiàn)上圖；
（3）右；移動(dòng)滑片的位置，觀察燈泡是否發(fā)光；
（4）0.2；12.5；0.5．

點(diǎn)評(píng) 本題考查測(cè)10個(gè)LED燈的額定功率，考查對(duì)器材的要求、電路的連接、操作過(guò)程、電阻及功率的計(jì)算等知識(shí)，難度中等．