Question

【題目】閱讀短文《第四代電光源﹣LED光源》，并回答問題 近年來，國家鼓勵使用LED燈，其發(fā)光原理與白熾燈先發(fā)熱后發(fā)光的原理截然不同，是直接把電能轉(zhuǎn)換成光能，它的主要部分是高亮度白色發(fā)光二極管，主要由硅、砷等半導(dǎo)體材料制成，具有光效高、耗電少，壽命長、易控制、免維護、安全環(huán)保等優(yōu)點，是繼白熾燈、鹵素?zé)艉凸?jié)能熒光燈后新興的第四代電光源．
利用如圖甲所示的電路可以研究發(fā)光二極管的單向?qū)щ姷奶匦裕皇紫劝岩粋�額定電壓為3V的LED接入電源電壓恒為4.5V的電源正極相連后接入電路，閉合開關(guān)S，LED即處于導(dǎo)通狀態(tài)，將滑動變阻器滑片從最右端向左調(diào)節(jié)，改變LED兩端的電壓和電路中電流，記錄多組相關(guān)數(shù)據(jù)并繪制出圖乙所示的圖象，然后斷開S，改變電源的正負(fù)極后再閉合，LED處于斷電狀態(tài)．

（1）LED燈主要由硅、砷等材料制成；它之所以節(jié)能，被稱為冷光源，是因為電熱轉(zhuǎn)換損耗的能量較白熾燈（高/低）；
（2）在圖甲中，閉合開關(guān)S，為使LED兩端電壓不超過3V，則滑動變阻器接入電路的最小阻值為Ω；斷開S，改變電源的正負(fù)極后再閉合S，LED處于狀態(tài)．
（3）某個家庭原來全部用白熾燈來照明，平均每月照明用電50kWh，現(xiàn)全部改用LED燈．相同情況下可節(jié)能約70%．已知每消耗l度電相當(dāng)于排入1.1kg的二氧化碳，則改用LED燈后，這個家庭平均每月能減排二氧化碳約kg．

Answer 1

【答案】
（1）半導(dǎo)體；低
（2）75；斷開
（3）38.5
【解析】解：（1）由材料可知，發(fā)光二極管主要由硅、砷等半導(dǎo)體材料制成，具有光效高、耗電少，壽命長、易控制、免維護、安全環(huán)保等優(yōu)點，所以，LED燈主要由半導(dǎo)體材料制成；節(jié)能被稱為冷光源，是因為電熱轉(zhuǎn)換損耗的能量較白熾燈低；（2）由圖甲可知，LED與變阻器R'串聯(lián)，電壓表測LED兩端電壓；由題可知LED兩端電壓不超過3V，當(dāng)ULED=3V時，由乙圖可知，電路中的電流I=20mA=0.02A，此時變阻器接入電路的電阻最小， R'兩端電壓：U'=U﹣ULED=4.5V﹣3V=1.5V，變阻器接入電路的最小阻值：R小= = =75Ω；改變電源的正負(fù)極后閉合S，由于LED具有單向?qū)щ娦裕�所以LED處于斷開狀態(tài)；（3）全部改用LED燈后節(jié)約電能△E=50kWh×70%=35kWh，可減排二氧化碳的質(zhì)量：△m=△E×1kg/kWh=35kWh×1.1kg/kWh=38.5kg． 所以答案是：（1）半導(dǎo)體；低；（2）75；斷開；（3）38.5．
【考點精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解歐姆定律及其應(yīng)用的相關(guān)知識，掌握歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）．