Question

2．小华观察家中手电筒，发现里面只有一个LED灯，其额定电压为1.5V．他想测出该LED灯的额定功率．
（1）请在图1中用笔画线代替导线完成实物电路的连接．

（2）连接电路时，开关应处于断开（选填“断开”或“闭合”）状态，滑动变阻器的滑片应处于最右（选填“左”或“右”）端．
（3）连好电路后闭合开关，发现LED灯不发光，电流表示数几乎为0，电压表示数约为3V，则该电路的故障可能是LED灯断路（选填“短路”或“断路”）．
（4）排除故障后，经过多次测量得到实验数据如表：

实验序号	电压U/V	电流I/A	电功率P/W
1	1.0	0.30	0.30
2	1.2	0.42	0.50
3	1.5

第3次实验时，电流表示数如图2所示，读数为0.58A，则该LED灯的额定功率为0.87W，当灯两端的实际电压小于额定电压时，实际功率小于额定功率．
（5）进一步分析发现，当LED灯两端的电压增大时，其电阻将减小．

Answer 1

分析 （1）根据伏安法测功率的原理连接电路，由灯的额定电压确定电压表量程；
（2）连接电路时，应断开开关，滑动变阻器的滑片应处于最大值处；
（3）电流表的指针几乎为0，说明可能电路有断路，再根据电压表示数分析故障的原因；
（4）确定电流表的量程与最小分度值，读出电流表示数；由公式P=UI求出LED灯的额定功率，由表中数据实际电压小于额定电压时实际功率与额定功率的关系；
（5）根据表中数据，由I=$\frac{U}{R}$分析解答电压增大时LED灯电阻的变化情况．

解答 解：
（1）测LED灯的额定功率时，滑动变阻器、电流表、LED灯应串联在电路中，变阻器一上一下接，LED灯额定电压为1.5V，所以电压应使用0-3V量程，由图2知电流表使用0-0.6A量程，电路连接如图所示：
；
（2）为了保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态，实物图知，滑动变阻器的滑片应处于最右端；
（3）好电路后闭合开关，发现LED灯不发光，电流表示数几乎为0，说明电路可能有断路发生，电压表示数等于电源电压3V，说明电压表到电源间是通路，所以故障的原因可能是LED灯断路了；
（4）由图2可知，电流表量程是0.6A，分度值是0.02A，所以LED灯两端电压等于额定电压1.5V时通过的电流为是0.58A，
所以LED灯的额定功率：P=UI=1.5V×0.58A=0.87W；
由表中数据实际电压小于额定电压时实际功率小于额定功率；
（5）根据I=$\frac{U}{R}$，由表中数据知不同电压LED灯的电阻：
R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.0V}{0.30A}$≈3.3Ω，R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{1.2V}{0.42A}$≈2.9Ω，R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{1.5V}{0.58A}$≈2.6Ω，
所以当LED灯两端的电压增大时，其电阻将减小．
故答案为：（1）见上图；（2）断开；右；（3）断路；（4）0.58；0.87；小于；（5）减小．

点评 本题是测LED灯额定功率的实验，考查了实物图的连接、电路故障的判断、电表的读数、功率的计算等，这些都是测功率实验中常考的问题，要掌握好．