Question

4．100多年前，發(fā)明家愛迪生發(fā)明了白熾燈，為全世界在黑夜里送來了光明；但在不久的將來，白熾燈或許只會出現(xiàn)在人們的記憶里．根據(jù)2011年8月30日國家發(fā)改委最新公布的一份《中國逐步淘汰白熾燈路線圖》征求意見稿，“白熾燈”將在5年內(nèi)分步退出市場，被各種節(jié)能燈所代替．LED燈是一種半導(dǎo)體新型節(jié)能燈．下是LED燈和白熾燈在正常工作且光照強(qiáng)度相同時的各項數(shù)據(jù)．
（1）根據(jù)表的信息，請寫出LED燈的兩個優(yōu)點：LED燈發(fā)光效率較高；人直接接觸LED時不會觸電．

	LED燈	白熾燈
發(fā)光原理	二極管發(fā)光	鎢絲高溫發(fā)光
發(fā)光效率	90%的電能轉(zhuǎn)化為光能	20%的電能轉(zhuǎn)化為光能
額定電壓	24伏	220伏
響應(yīng)時間	10-9秒	10-3秒
額定功率	十幾瓦	100瓦

（2）已知某LED燈在一定電壓范圍內(nèi)的工作電流都是20mA，只是在不同的電壓下發(fā)光顏色不同，表是LED燈在不同電壓下發(fā)光的顏色．將該LED燈與阻值為90Ω的電阻R串聯(lián)后接在電路中（如圖所示），閉合開關(guān)后LED燈發(fā)藍(lán)色的光，毫安表的讀數(shù)為20mA，通過計算說明此時該電路消耗的總功率是多少？

電流/mA	電壓/V	光的顏色
20	1.8	黃光
20	2.4	紅光
20	3.2	藍(lán)光

Answer 1

分析 （1）認(rèn)真分析表格中發(fā)光原理、額定電壓、相應(yīng)時間、額定功率各項，比較LED和白熾燈的不同之處，便可得出結(jié)論．
（2）由表中數(shù)據(jù)求出LED燈兩端的電壓，然后應(yīng)用歐姆定律求出串聯(lián)電阻兩端電壓，再應(yīng)用串聯(lián)電路特點與電功率公式求出電路消耗的總功率．

解答 解：（1）LED通過二極管發(fā)光，白熾燈的鎢絲需要高溫發(fā)光，所以電能幾乎全部轉(zhuǎn)化成光能，發(fā)光效率較高；LED的額定電壓為24V，低于人的安全電壓，所以人直接接觸不會觸電；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)LED燈兩端電壓為3.2V時LED燈發(fā)藍(lán)光，
串聯(lián)電阻兩端電壓：U_R=IR=0.020A×90Ω=1.8V，
LED燈與電阻的串聯(lián)電壓：U=U_LED+U_R=3.2V+1.8V=5V，
電路消耗的總功率：P=UI=5V×0.020A=0.1W；
答：（1）LED燈發(fā)光效率較高；人直接接觸LED時不會觸電；
（2）此時該電路消耗的總功率是0.1W．

點評 本題是一道信息給予題，本題主要通過給出的信息考查了學(xué)生對信息的整合能力分析清楚表中實驗數(shù)據(jù)、理解題意是解題的關(guān)鍵；應(yīng)用串聯(lián)電路特點、歐姆定律與電功率公式可以解題．