Question

4．學校的走廊、消防通道內部都安裝有應急照明燈，某款應急照明燈的外形如圖甲所示．在照明電源正常的情況下，應急照明燈通過充電器給蓄電池充電，此時自動控制電路及相關部件自動將燈泡與蓄電池斷開，LED燈不發光．當照明電路突然停電時，應急照明燈通過自動控制電路及相關部件自動把2只LED燈跟蓄電池接通，實現自動應急照明．

（1）表為該應急照明燈的主要參數，圖乙是該應急照明燈工作原理示意圖，請用筆畫線代替導線，完成電路圖．（充電器給蓄電池充電時充電電流必須從蓄電池正極流入，負極流出．）

蓄電池規格	2.4V　1.8Ah
LED燈規格	2.4V　0.96W
燈泡數量	2個

（2）斷電后，應急照明燈正常發光時，通過其中1只LED燈的電流是多少？
（3）蓄電池規格為“2.4V 1.8Ah”，其中“1.8Ah”是指當工作電流為1.8A，電池能持續正常供電1h，蓄電池充滿電后，最長可以連續應急照明多少時間？

Answer 1

分析 （1）電磁繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的，只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產生電磁效應，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合；當線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）吸合，這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導通、切斷的目的．
（2）已知LED燈的額定電壓和額定功率，利用I=$\frac{P}{U}$得到一只LED燈正常發光的電流；
（3）已知蓄電池規格，可以得到蓄電池充滿電后儲存的電能；已知蓄電池儲存的電能和燈泡的額定功率，可以得到燈泡連續照明時間．

解答 解：
（1））①家庭電路正常工作時，充電器自動給蓄電池充電，各燈泡不發光，說明銜鐵與下觸點接觸，充電器給蓄電池充電；
②當家庭電路停電時，蓄電池自動給各燈泡供電，說明銜鐵與上觸點接觸，蓄電池要提供電能；小燈泡的額定電壓為2.4V，蓄電池提供電壓也是2.4V，所以兩只燈泡需要并聯才能正常發光．如下圖所示：

（2）因為P=UI，
所以一只LED燈正常發光的電流為I=$\frac{P}{U}$=$\frac{0.96W}{2.4V}$=0.4A；
（3）蓄電池充滿電儲存的電能為W=UIt=2.4V×1.8A×3600s=15552J，
兩只燈泡正常發光的總功率為P=2×0.96W=1.92W，
因為P=$\frac{W}{t}$，
所以兩只燈泡連續發光時間為t=$\frac{W}{P}$=$\frac{15552J}{1.92W}$=8100s=2.25h．
答：
（1）如上圖；
（2）一只LED燈正常發光的電流為0.4A；
（3）兩只燈泡連續發光時間為t=$\frac{W}{P}$=$\frac{15552J}{1.92W}$=8100s=2.25h．

點評 此題是一道聯系實際的應用題，根據題意連接符合要求的電路圖是解答第一小題的關鍵．