Question

用发光二极管制成的LED灯具有发光效率高、使用寿命长等优点，在生产与生活中得到广泛应用，图甲中手电筒的发光元件就是LED灯，图乙是一个定值电阻R和手电筒中一个LED灯的电流与其两端电压关系的图象．

（1）观察图象可知，通过R的电流与R两端的电压成______，R的阻值为______Ω．
（2）当把LED灯与R串联按图丙接入电路时，R的电功率为0.08W．求此时R中的电流和电路的总功率．

Answer 1

【答案】分析：（1）由图象可见，电流随着电压的升高而增大；任选一组电压和电流值，根据R=就可以计算出R的阻值；
（2）根据电阻R的电功率，利用P=I²R，公式变形求出电路中的电流，根据这个电流值找出图象上对应的LED灯的电压值，求出LED灯消耗的功率，电路的总功率等于电阻R的电功率和LED电功率的和．
解答：解：（1）①观察图象可知，电压成倍增长，电流也成倍增长，因此通过R的电流与R两端的电压成正比；
②由图象，当电流I=0.04A时，R两端电压U=2V，
∴电阻R===50Ω
答：通过R的电流与R两端的电压成正比，R的阻值为50Ω．
（2）当电阻R的电功率P₁=0.08W时，R=50Ω，
∴通过电阻R的电流I===0.04A
此时LED灯对应的电压值U₂=4V，LED灯的功率为
P₂=U₂I=4V×0.04A=0.16W
∴此时电路的总功率P_总=P₁+P₂=0.08W+0.16W=0.24W
答：此时R中的电流为0.04A，电路的总功率为0.24W．
点评：本题重点考查学生对图象的分析能力，能从图象提供的数据对实验进行分析，总结实验结论，是一道综合性比较强的题目．