Question

【題目】在探究“同一個燈泡發光時亮度與電功率的關系”的實驗中，所用的實驗器材有兩節蓄電池，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的發光二極管，滑動變阻器、電流表、電壓表、開關、導線等。

（1）小明同學用小燈泡做實驗時連接的部分電路如圖所示，請將實驗電路連接完整。

（______）

（2）小明同學記錄的實驗數據如下表。

實驗次數	電壓U/V	電流I/A	電功率P/W	發光情況
1	3.0	0.34	1.02	較亮
2	2.5	0.30	0.75	正常發光
3	2.0	0.28	0.56	較暗

根據表中數據可得出的探究結論是：_____。

（3）小剛同學用發光二極管做實驗，發光二極管是用_____材料制成的。實驗測得發光二極管正常發光時的電流是0.02A，則該二極管的額定功率是_____W。

（4）實驗發現小燈泡與二極管均正常發光時的亮度相當。結合小明和小剛的實驗數據，分析說明小燈泡和發光二極管哪個更節能？________

Answer 1

【答案】 燈的實際功率越小，燈越暗 半導體 0.054 燈的消耗的功率為0.75W，而二極管消耗的功率是0.054W，故二極管更節能

【解析】

（1）測量燈的電功率，電流表與燈串聯，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在電路中，變阻器按一上一下接入電路中；（2）分析表中數據得出結論；（3）發光二極管是用半導體材料制成的；由P＝U′I求該二極管的額定功率；（4）實驗發現小燈泡與二極管均正常發光時的亮度相當。由小明和小剛的實驗數據分析得出結論。

（1）測量燈的電功率，電流表與燈串聯，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）分析表中數據可知，燈的實際功率越小，燈越暗；（3）發光二極管是用半導體材料制成的。實驗測得發光二極管正常發光時的電流是0.02A，則該二極管的額定功率是： P＝U′I＝2.7×0.02A＝0.054W。（4）實驗發現小燈泡與二極管均正常發光時的亮度相當，由表中數據知，燈的消耗的功率為0.75W，而二極管消耗的功率是0.054W，根據W＝Pt，故二極管更節能。