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燈是一種半導體新型節(jié)能燈.小明同學用10個相同的LED燈(每個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LED燈正常發(fā)光時的功率.
(1)下表是LED球燈(由多個LED燈組成)和白熾燈在正常工作且光照強度相同時的各項數(shù)據(jù).根據(jù)表格中的信息,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%的電能轉化為光能20%的電能轉化為光能
額定電壓24伏220伏
響應時間10-910-3
額定功率十幾瓦100瓦
(2)小明設計了如圖甲所示的電路,并進行了實物連線如圖乙所示.同桌同學在檢查實物連線線路時,發(fā)現(xiàn)有一根導線連接錯誤.請你在圖乙中用“×”標出這根錯接的導線,并畫出改接后的導線(不能與其他導線交叉).

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

分析 (1)認真分析表格中發(fā)光原理、額定電壓、相應時間、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,故燈泡右側到B點的連線接線錯誤.
(3)根據(jù)電流表的量程和分度值讀出LED燈正常發(fā)光時的電流,根據(jù)P=UI求出10個LED燈正常發(fā)光時的功率,進一步求出每個LED燈正常發(fā)光時的功率.

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,電路板右側到B點的連線加“×”改為電路板右側連到開關右側(或電壓表負接線柱)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)光時的電流為0.3A;
10個LED燈正常發(fā)光時的功率為:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
每個LED燈正常發(fā)光時的功率為P=$\frac{1}{10}$P=$\frac{1}{10}$×0.75W=0.075W.
答:(1)LED燈發(fā)光效率較高;人直接接觸LED時不會觸電;(2)見上圖;(3)每個LED燈正常發(fā)光時的功率是0.075W.

點評 本題考查了測燈泡功率的實驗電路的連接、故障的判斷以及功率的計算,關鍵是電壓表和電流表的正確使用.同時本題還考查了對信息的整合能力分析能力.

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