Question

【題目】為研究“小燈泡和發光二極管亮度相當時，它們消耗電能的快慢”，實驗小組設計了如1圖所示的電路。

（1）閉合開關，二極管發光，_________（選填“a”或“b”）端是二極管的正極，記錄電壓表、電流表的示數填寫在表格中。

（2）將發光二極管換成小燈泡，調節滑動變阻器，當小燈泡與發光二極管亮度相當時，電流表示數如圖2所示為_________A，此時，小燈泡的電功率是_________W。

（3）根據表格中的實驗數據可以得到：亮度相當時，消耗電能更快的是_________。

	亮度	電壓U/V	電流I/A
發光二極管	相當	3.2	0.02
小燈泡		3

（4）如題3圖所示，在使用發光二極管的過程中，為防止通過的電流過大而燒壞，必須串聯一個“限流電阻”Rx。為測量Rx阻值的大小，實驗小組利用一個阻值為20Ω的定值電阻R0設計了如4圖所示的電路進行實驗，電源電壓保持不變。

a. 閉合開關S、S1，記錄電壓表示數；

b. 閉合開關S，斷開S1，記錄電壓表示數；

兩次實驗中，同學們發現電壓表指針位置相同，如5圖所示。由此可知，實驗中，電源電壓為____V。當閉合開關S，斷開S1時，Rx兩端電壓為___V，Rx電阻為___Ω。

Answer 1

【答案】a 0.4 1.2 小燈泡 6 4.8 80

【解析】

(1)[1]由于發光二極管具有單向導電性，電流只有從正接線柱流進才發光，故與電源正極相連的是發光二極管的正極，即a是正極；

(2)[2]電流表的量程為0-0.6A，分度值為0.02A，示數為0.4A；

[3]小燈泡的電功率是：

；

(3)[4]發光二極管電功率是：

，

由數據知：，亮度相當時，消耗電能更快的是小燈泡；

(4)[5]閉合開關S、S1時，Rx被短路，此時電壓表接的是大量程，示數為6V，就是電源電壓；

[6]當閉合開關S，斷開S1時，兩個電阻串聯，電壓表是測R0的電壓，此時電壓表接的是小量程，示數是1.2V，Rx兩端電壓為

；

[7]當閉合開關S，斷開S1時，兩個電阻串聯，電路中的電流為

，

Rx電阻為

。