Question

14．2011年開始我國將逐漸淘汰白熾燈，由各種節(jié)能燈所代替．LED燈是一種半導(dǎo)體新型節(jié)能燈．小明同學(xué)用10個(gè)相同的LED燈（每個(gè)LED燈的額定電壓2.5V）并聯(lián)焊接在一塊電路板上，他想測算出每個(gè)LED燈正常發(fā)光時(shí)的功率．
（1）下表是LED球燈（由多個(gè)LED燈組成）和白熾燈在正常工作且光照強(qiáng)度相同時(shí)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)．根據(jù)表格中的信息，請寫出LED燈的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：LED燈發(fā)光效率較高；人直接接觸LED時(shí)不會(huì)觸電．

	LED球燈	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(shí)間	10-9秒	10-3秒
額定功率	十幾瓦	100瓦

（2）小明設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路，并進(jìn)行了實(shí)物連線如圖乙所示．同桌同學(xué)在檢查實(shí)物連線線路時(shí)，發(fā)現(xiàn)有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤．請你在圖乙中用“×”標(biāo)出這根錯(cuò)接的導(dǎo)線，并畫出改接后的導(dǎo)線（不能與其他導(dǎo)線交叉）．

（3）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使LED燈兩端的電壓為2.5V，此時(shí)電流表示數(shù)如圖丙所示，每個(gè)LED燈正常發(fā)光時(shí)的功率是多少瓦？

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(shí)間、額定功率各項(xiàng)，比較LED和白熾燈的不同之處，便可得出結(jié)論．
（2）電壓表測的是LED燈兩端的電壓，電流表測的是LED燈中的電流，而燈與電流表并聯(lián)了，故燈泡右側(cè)到B點(diǎn)的連線接線錯(cuò)誤．
（3）根據(jù)電流表的量程和分度值讀出LED燈正常發(fā)光時(shí)的電流，根據(jù)P=UI求出10個(gè)LED燈正常發(fā)光時(shí)的功率，進(jìn)一步求出每個(gè)LED燈正常發(fā)光時(shí)的功率．

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90%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36V，所以人直接接觸不會(huì)觸電；
（2）由圖乙知，電壓表串聯(lián)在電路中，電流表與LED燈并聯(lián)了，電路板右側(cè)到B點(diǎn)的連線加“×”改為電路板右側(cè)連到開關(guān)右側(cè)（或電壓表負(fù)接線柱）如圖所示：

（3）由圖丙知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，所以LED燈正常發(fā)光時(shí)的電流為0.3A；
10個(gè)LED燈正常發(fā)光時(shí)的功率為：P_總=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
每個(gè)LED燈正常發(fā)光時(shí)的功率為P=$\frac{1}{10}$P_總=$\frac{1}{10}$×0.75W=0.075W．
答：（1）LED燈發(fā)光效率較高；人直接接觸LED時(shí)不會(huì)觸電；（2）見上圖；（3）每個(gè)LED燈正常發(fā)光時(shí)的功率是0.075W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了測燈泡功率的實(shí)驗(yàn)電路的連接、故障的判斷以及功率的計(jì)算，關(guān)鍵是電壓表和電流表的正確使用．同時(shí)本題還考查了對信息的整合能力分析能力．