Question

發(fā)光二極管是一種發(fā)展前景非常好的照明燈具，電子制作興趣組的同學(xué)用“2.5V  10mA”的高亮度發(fā)光二極管連接成如圖電路．
（1）若電源電壓為3V，為使發(fā)光二極管正常發(fā)光，電阻R的阻值應(yīng)為多少？
（2）實驗發(fā)現(xiàn)，4只“2.5V  10mA”的高亮度發(fā)光二極管與1只“2.5V  0.3A”的小燈泡正常發(fā)光時亮度相同，照明時若用4只高亮度發(fā)光二極管取代“2.5V  0.3A”的小燈泡，正常發(fā)光1h可節(jié)約多少電能？

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)串聯(lián)電路處處電流相等和歐姆定律進(jìn)行分析，即根據(jù)二極管的標(biāo)志確定電路中的電流，再利用R=即可求出電阻的大小；
（2）根據(jù)W=Pt=UIt分別計算出消耗的電能，然后求出節(jié)約的電能．
解答：解：（1）二極管正常發(fā)光，兩端電壓U₁=2.5V，通過電流I₁=10mA=0.01A，
因為電阻R與發(fā)光二極管串聯(lián)，
所以R兩端電壓U=U-U₁=3V-2.5V=0.5V，I=I₁=10mA=0.01A   
R的阻值為：R===50Ω；
（2）∵4只發(fā)光二極管的總功率P_總=4P₁=4×2.5V×0.01A=0.1W，
1h消耗的電能為W₁=P_總t=0.1W×3600s=360J；
燈泡的功率P=U_燈I_燈=2.5V×0.3A=0.75W
1只燈泡1h消耗的電能W₂=Pt=0.75W×3600s=2700J；
∴W_節(jié)=W₁-W₂=2700J-360J=2340J．                  
答：（1）電阻R的阻值50Ω．（2）用發(fā)光二極管代替小燈泡，1h可節(jié)約電能2340J．
點評：會熟練應(yīng)用歐姆定律進(jìn)行計算，會運用電功的公式進(jìn)行計算．