Question

发光二极管（LED）具有高亮度、低能耗等优点，将在我市推广使用．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 ______（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，消耗的电功率和此时变阻器R′接入电路的阻值分别是多少？（要写出必要的公式和过程）

Answer 1

【答案】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）LED正常工作，它两端的电压为额定电压，求消耗的功率可利用公式P=UI求出，求R′的阻值，可结合串联电路的特点和欧姆定律求出．
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，故答案为：单向．
（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，
P_LED=U_LEDI_LED=3V×0.02A=0.06W，故LED正常工作时消耗的电功率为：0.06W．
∵LED和R′是串联，∴U′=U-U_LED=4.5V-3V=1.5V，R′====75Ω，
答：变阻器R′接入电路的阻值为：75Ω．
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阻的求法．