某同学利用电压表和电流表测量发光二极管LED发光时的实际功率,电源为两节干电池.
(1)请按图甲电路,将图中的电流表和电压表正确地连入电路.
(2)该同学正确地连接电路后,合上开关,发现无论怎样调节滑动变阻器,电压表的示数总为3V不变,电流表的读数几乎为0,发生故障的原因可能是______或______(均选填下列选项中的字母代号).
A.LED正负极接反了;B.LED断路; C.LED短路
D.变阻器滑片接触不良;E.电压表接触不良
(3)消除故障后,小明将滑片P向右滑动时,电压表示数将______(填“增大”、“减小”或“不变”).当P滑到某一位置时,两表读数如图乙所示,则此时通过电路的电流为______A,发光二极管消耗的功率为______W.
答案:
分析:(1)电压表和电流表正确连接方法,电压表与二极管并联,电流表与二极管串联,并且他们都应该让电流从正接线柱流入电表,从负接线柱流出.
(2)发光二极管具有单向导电的特性,如果正负极接反,电流无法通过,相当于发光二极管断路,此时电压表被串联进电路,电压表自身阻值非常巨大,分去了全部电源电压,示数为3V,电路电流几乎为0.
LED短路,则电压表也被短路,无示数,
变阻器滑片接触不良,电压表接触不良,电压表和电流表示数不稳定或没有示数.
(3)正确在电压表和电流表上读数,利用公式P=UI计算发光二极管消耗功率.
解答:解:(1)连接电表时,应注意:电压表与二极管并联,电流表与二极管串联,并且让电流才他们的从正接线柱流入电表,从负接线柱流出.连接如图:
(2)电压表示数为3V,是最大量程,电流表示数为0,说明电压表被串联进了电路,而电压表自身阻值非常巨大,分去了全部电源电压,电路电流几乎为0,分析发现导致这个现象的原因可能是二极管断路,或者是二极管正负极连接相反电流无法通过,这样电压表才被串联进电路.
若LED短路,则电压表也被短路,无示数,不符合题意.
若变阻器滑片接触不良,电压表接触不良,电压表和电流表示数不稳定或没有示数,不符合题意.
(3)清除故障后,小明将滑片P向右滑动时,滑动变阻器阻值减小,分到电压减小,电源电压不变,则发光二极管分到电压增大,电压表示数增大,
正确读电压表和电流表示数,U=2.4V,I=0.1A,代入公式P=UI=2.4V×0.1A=0.24W,发光二极管消耗功率为0.24W.
故选A,B,增大,0.1,0.24