Question

【題目】在探究“同一個(gè)燈泡發(fā)光時(shí)亮度與電功率的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，所用的實(shí)驗(yàn)器材有兩節(jié)蓄電池，額定電壓是2.5V的小燈泡（燈絲電阻約為10Ω，兩端加的最大電壓為額定電壓的1.2倍），額定電壓為2.7V的發(fā)光二極管，滑動(dòng)變阻器、電流表、電壓表、開關(guān)、導(dǎo)線等。

（1）小明同學(xué)用小燈泡做實(shí)驗(yàn)時(shí)連接的部分電路如圖所示，請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)電路連接完整。

（______）

（2）小明同學(xué)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	電壓U/V	電流I/A	電功率P/W	發(fā)光情況
1	3.0	0.34	1.02	較亮
2	2.5	0.30	0.75	正常發(fā)光
3	2.0	0.28	0.56	較暗

根據(jù)表中數(shù)據(jù)可得出的探究結(jié)論是：_____。

（3）小剛同學(xué)用發(fā)光二極管做實(shí)驗(yàn)，發(fā)光二極管是用_____材料制成的。實(shí)驗(yàn)測(cè)得發(fā)光二極管正常發(fā)光時(shí)的電流是0.02A，則該二極管的額定功率是_____W。

（4）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)小燈泡與二極管均正常發(fā)光時(shí)的亮度相當(dāng)。結(jié)合小明和小剛的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析說明小燈泡和發(fā)光二極管哪個(gè)更節(jié)能？________

Answer 1

【答案】 燈的實(shí)際功率越小，燈越暗 半導(dǎo)體 0.054 燈的消耗的功率為0.75W，而二極管消耗的功率是0.054W，故二極管更節(jié)能

【解析】

（1）測(cè)量燈的電功率，電流表與燈串聯(lián)，由歐姆定律，求出燈的最大電流確定電流表選用的量程串聯(lián)在電路中，變阻器按一上一下接入電路中；（2）分析表中數(shù)據(jù)得出結(jié)論；（3）發(fā)光二極管是用半導(dǎo)體材料制成的；由P＝U′I求該二極管的額定功率；（4）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)小燈泡與二極管均正常發(fā)光時(shí)的亮度相當(dāng)。由小明和小剛的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論。

（1）測(cè)量燈的電功率，電流表與燈串聯(lián)，因燈的最大電壓為2.5V×1.2＝3V，由歐姆定律，燈的最大電流約為：I===0.3A，故電流表選用小量程串聯(lián)在電路中，變阻器按一上一下接入電路中，如下所示：

（2）分析表中數(shù)據(jù)可知，燈的實(shí)際功率越小，燈越暗；（3）發(fā)光二極管是用半導(dǎo)體材料制成的。實(shí)驗(yàn)測(cè)得發(fā)光二極管正常發(fā)光時(shí)的電流是0.02A，則該二極管的額定功率是： P＝U′I＝2.7×0.02A＝0.054W。（4）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)小燈泡與二極管均正常發(fā)光時(shí)的亮度相當(dāng)，由表中數(shù)據(jù)知，燈的消耗的功率為0.75W，而二極管消耗的功率是0.054W，根據(jù)W＝Pt，故二極管更節(jié)能。