Question

3．发光二极管（LED）具有高亮度、低能耗等优点．如图甲所示是LED的实物图和元件符号．

把一个额定电压为3V的LED接入电源电压恒为4.5V的电路，如图乙所示．
（1）闭合开关S，LED发光；断开S，改变电源的正负极后闭合S，LED却不发光，可见，LED具有单向（填“单向”或“双向”）导电性；
（2）移动滑片P，测得电流表与电压表的示数变化关系如图丙所示．当该LED正常工作时，消耗的电功率是0.06W．通电1min变阻器R’消耗的电能是1.8J．

Answer 1

分析 （1）由LED是否发光，来判断电路中是否有电流，并由此判定LED是否是导体，以及导电的单向、双向问题．

解答 解：（1）闭合开关S，LED发光，电路中有电流，LED是导体能导电；改变电源的正负极后闭合S，LED却不发光，电路中无电流，此时LED是绝缘体不导电，由此判定LED具有单向导电性；
（2）由于LED正常工作，所以U_LED=3V，由图象可知，通过LED的电流为I_LED=20mA=0.02A，
故LED正常工作时消耗的电功率为P_LED=U_LEDI_LED=3V×0.02A=0.06W；
LED和R′是串联，可得变阻器两端电压：U′=U-U_LED=4.5V-3V=1.5V，通过变阻器的电流I'=I_LED=0.02A，
W'=U'I't=1.5V×0.02A×1×60s=1.8J．
故答案为：单向；0.06W；1.8J．

点评 此题主要考查了如何判断LED具有单向导电性；以及根据题意选择合适的计算电功率的计算公式和电功的求法