阅读短文《第四代电光源﹣LED光源》,并回答问题 近年来,国家鼓励

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  • 难度: 使用次数:285 入库时间:2017-12-19

    阅读短文《第四代电光源﹣LED光源》,并回答问题

    近年来,国家鼓励使用LED灯,其发光原理与白炽灯先发热后发光的原理截然不同,是直接把电能转换成光能,它的主要部分是高亮度白色发光二极管,主要由硅、砷等半导体材料制成,具有光效高、耗电少,寿命长、易控制、免维护、安全环保等优点,是继白炽灯、卤素灯和节能荧光灯后新兴的第四代电光源.

    利用如图甲所示的电路可以研究发光二极管的单向导电的特性;首先把一个额定电压为3VLED接入电源电压恒为4.5V的电源正极相连后接入电路,闭合开关SLED即处于导通状态,将滑动变阻器滑片从最右端向左调节,改变LED两端的电压和电路中电流,记录多组相关数据并绘制出图乙所示的图象,然后断开S,改变电源的正负极后再闭合,LED处于断电状态.

    1LED灯主要由硅、砷等  材料制成;它之所以节能,被称为冷光源,是因为电热转换损耗的能量较白炽灯  (高/低);

    2)在图甲中,闭合开关S,为使LED两端电压不超过3V,则滑动变阻器接入电路的最小阻值为  Ω;断开S,改变电源的正负极后再闭合SLED处于   状态.

    3)某个家庭原来全部用白炽灯来照明,平均每月照明用电50kW•h,现全部改用LED灯.相同情况下可节能约70%.已知每消耗l度电相当于排入1.1kg的二氧化碳,则改用LED灯后,这个家庭平均每月能减排二氧化碳约   kg

     

    答案


    解:(1)由材料可知,发光二极管主要由硅、砷等半导体材料制成,具有光效高、耗电少,寿命长、易控制、免维护、安全环保等优点,所以,LED灯主要由半导体材料制成;

    节能被称为冷光源,是因为电热转换损耗的能量较白炽灯低;

    2)由图甲可知,LED与变阻器R'串联,电压表测LED两端电压;

    由题可知LED两端电压不超过3V,当ULED=3V时,由乙图可知,电路中的电流I=20mA=0.02A,此时变阻器接入电路的电阻最小,

    R'两端电压:U'=UULED=4.5V3V=1.5V

    变阻器接入电路的最小阻值:R===75Ω

    改变电源的正负极后闭合S,由于LED具有单向导电性,所以LED处于断开状态;

    3)全部改用LED灯后节约电能△E=50kW•h×70%=35kW•h

    可减排二氧化碳的质量:△m=E×1kg/kW•h=35kW•h×1.1kg/kW•h=38.5kg

    故答案为:(1)半导体;低;(275;断开;(338.5


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