Question

13．如圖，是宿遷市區一交通道路上使用的風光互補LED路燈外形圖和電路原理圖，該電路中兩只LED燈是并聯的，燈上標有“24V 60W”字樣．則兩個LED燈正常發光時，通過光控開關S的電流為5A；如果用這種路燈替換發光亮度相同的420瓦的傳統路燈，那么500套風光互補路燈每天工作10小時可節約電能5.4×10⁹J．

Answer 1

分析 （1）兩個LED燈并聯，正常發光時的功率和額定功率相等，根據P=UI求出通過每個LED燈的電流，根據并聯電路的電流特點求出通過光控開關S的電流；
（2）根據W=Pt求出節約的電能．

解答 解：（1）兩個LED燈并聯且正常發光，通過每個LED燈的電流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{60W}{24V}$=2.5A：因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，通過光控開關S的電流I_總=I+I=2.5A+2.5A=5A；
（2）500套風光互補路燈每天工作10小時可節約電能W=nPt=500×（420×10^-3kW-60×10^-3kW×2）×10h=1500kW•h=1500×3.6×10⁶J=5.4×10⁹J．
答：（1）通過光控開關S的電流為5A；
（2）500套風光互補路燈每天工作10小時可節約電能5.4×10⁹J．

點評 本題以當前的風光互補LED路燈為背景，將新科技引入物理試卷，考查并聯電路電流的特點、電功率的公式及電能公式的應用．