题目内容
3．晚会舞台上使用了近1 500平方米的LED（发光二极管）屏幕，随着节目变换背景，视觉上有3D效果，令观众耳目一新．与普通的光源相比，LED具有高亮度、低能耗等优点．如图甲所示是它的实物图和元件符号．为了进一步研究LED的特性，小华把一个额定电压为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，电阻为多少？此时变阻器R接入电路的阻值多大？
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．
（2）当该LED正常工作时其两端的电压和额定电压相等，根据图丙读出通过的电流，利用欧姆定律求出LED正常工作时的电阻，根据串联电路的电压特点求出变阻器两端的电压，利用欧姆定律求出变阻器接入电路中的电阻．
解答 接：（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却不发光说明它具有单向导电性；
（2）当LED正常发光时，它两端的电压ULED=3V，由图丙可知，此时通过它的电流I=20mA=0.02A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，该LED灯正常发电的电阻：
RLED=$\frac{{U}_{LED}}{I}$=$\frac{3V}{0.02A}$=150Ω，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，此时变阻器两端的电压：
UR=U-ULED=4.5V-3V=1.5V，
则此时变阻器接入电路中的阻值：
R′=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{1.5V}{0.02A}$=75Ω．
答：（1）单向；
（2）当该LED正常工作时，电阻为150Ω，此时变阻器R接入电路的阻值为75Ω．
点评 本题考查了二极管的材料和单向导电性、串联电路的特点、欧姆定律的应用，注重考查了学生的读图能力及相关的计算．
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