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文档简介

LED照亮上海世博会DIV.MyFav_1309158643627 P.MsoNormalTEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; FONT-SIZE: 10.5pt; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; FONT-FAMILY: Times New Roman; TEXT-ALIGN: justifyDIV.MyFav_1309158643627 LI.MsoNormalTEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; FONT-SIZE: 10.5pt; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; FONT-FAMILY: Times New Roman; TEXT-ALIGN: justifyDIV.MyFav_1309158643627 DIV.MsoNormalTEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; FONT-SIZE: 10.5pt; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; FONT-FAMILY: Times New Roman; TEXT-ALIGN: justifyDIV.MyFav_1309158643627 P.MsoFooterFONT-SIZE: 9pt; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; LAYOUT-GRID-MODE: char; FONT-FAMILY: Times New RomanDIV.MyFav_1309158643627 LI.MsoFooterFONT-SIZE: 9pt; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; LAYOUT-GRID-MODE: char; FONT-FAMILY: Times New RomanDIV.MyFav_1309158643627 DIV.MsoFooterFONT-SIZE: 9pt; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; LAYOUT-GRID-MODE: char; FONT-FAMILY: Times New RomanDIV.MyFav_1309158643627 DIV.Section1page: Section1DIV.MyFav_1309158643627 OLMARGIN-BOTTOM: 0cmDIV.MyFav_1309158643627 ULMARGIN-BOTTOM: 0cm2019年5月1日,为期184天的上海世博会在黄浦江畔拉开帷幕。璀璨的夜景,是上海世博会亮点之一,而这主要归功于大规模LED(发光二极管)照明新技术的新应用。夜晚的世博被LED装点得仍然是美轮美仑。作为一种新型固态光源。LED具有体积小、功耗低、寿命长、响应快、可靠性高等特点,目前已被世界公认为一种节能环保的重要照明材料。在今年各地的中考物理试题中也出现了许多的LED为题材的试题。1(2019广东)如图1所示是太阳能LED照明路灯。它主要由太阳能电池板、LED灯头等部分构成。LED是一种发光二极管,通过电流能够发光,可以把电能直接转化成_能。分析:LED是一种发光的二极管,当电流通过它时能够发光,因此它可以将电能直接转化为光能。故应填入“光”。2(2019芜湖)2019年3月,国内最大的LED产业园落户芜湖,这是我市谋划“低碳发展”的重要举措。LED是一种发光二极管,因寿命长、光效高开始广泛用于照明,图2是LED灯的原理电路,请在图中标出电源的正极。一般单个LED亮度不能满足照明需要,常用数个LED联组成LED灯,工作时灯内的数个LED彼此互不影响。分析:根据题意可知,LED是一种发光二极管,而二极管具有单向导电性,根据图2中二极管的接法可知电源的左边为正极,右边为负极,因此标出的电源正极如图3所示,由于数个LED彼此互不影响,因此它们应相互并联接入电路。3(2019綦江)人类正面临能源危机,为了找到更节能的光源,科学家做了大量的实验,实验发现下表中的LED灯和白炽灯在正常工作时,光照强度相同。类型LED灯白炽灯发光原理二极管发光钨丝高温发光额定电压24伏220伏响应时间10-9秒10-3秒额定功率12瓦100瓦(1)由表中给出的信息知道:“LED”灯和白炽灯的发光原理是的(选填“相同”或“不相同”);(2)“LED”灯正常发光时的电流是;正常工作1h,使用“LED”灯比白炽灯要节约kWh的电能。分析:(1)由表格提供的信息可知,LED灯的发光原理是二极管发光,白炽灯的发光原理是钨丝高温发光,因此它们的发光原理是不同的。(2)由于LED灯的额定电压U=24V,额定功率P=12W,因此LED灯正常工作时的电流为,正常工作t=1h消耗的电能为WLED=Pt=0012kW1h=0012kWh;白炽灯正常工作1h消耗的电能为W白=Pt=01kWh1h=01kWh,则使用LED灯比使用白炽灯工作1h节省的电能为W=W白-WLED=01kWh-0012kWh=0088kWh。4(2019衢州)清华大学的虞昊教授致力于第三代照明技术LED灯的普及工作。LED灯的能耗小,造价低廉,使用寿命长。虞昊自制的LED台灯,用电压为6伏的电源供电,正常工作电流为300毫安。那么,此LED台灯正常工作时的功率为A18瓦 B18瓦 C180 瓦 D1800瓦分析:由题意可知,该LED台灯正常工作的电压为U=6V,通过的电流为I=300mA=03A,则正常工作时的电功率为P=UI=6V03A=18W。故应选A。5(2019江西)2009年10月1日的国庆联欢会晚会上,有一个漂亮的“光立方”,它是由4028棵“发光树”组成的。如图4所示,每棵“发光树”上有168个LED灯(发光二极管),在得到同样亮度的情况下,其耗电量不到白炽灯的十分之一。(1)若每个LED灯的功率为01W,则一棵“发光树”正常工作100min消耗了多少电能?(2)若一棵这样的“发光树”正常工作100min消耗的电能全部用来水加热,在一标准大气压下可以把质量多少kg 20的水烧开?分析:(1)由于每个LED灯的功率P=01W,则一棵“发光树”上的168个LED灯正常工作t=100min=6103s消耗的电能为W=Pt168=01W6103s168=1008105J。(2)根据Q=cm(t-t0)可知,水的质量为m=。6(2019嘉兴)2019年世博会全面使用一种名叫LED灯的新型节能灯。使用LED灯比旧式灯泡节能90,且发出光的颜色会随电压的变化而变化(见下表)。图5乙是世博会的吉祥物“海宝”,夜晚在LED灯的照射下,能呈现出不同的颜色,形象十分可爱。(1)根据表中数据,当LED灯发出红光时,消耗的电功率是瓦。(2)把一个LED灯接入如图5甲所示的电路中,已知电源电压为5伏且保持不变,电阻R为90欧姆。闭合开关后,毫安表(比安培表更精确的电流表)的读数为20毫安,通过计算说明此时LED灯发出什么颜色的光?分析:(1)根据表格可知,当LED灯发生红色光时,LED灯两端的电压为U红=18V,通过LED灯的电流为I红=20mA=002A,因此它消耗的电功率为P红=U红I红=18V002A=0036W。(2)由图5甲的电路图可知,此时LED灯跟电阻R串联,电路中的电流为I=20mA=002A,因此R两端的电压为UR=IR=002A90=18V,根据串联电路的电压规律可得,LED两端的电压为U灯=U-UR=5V-18V=32V,查表可知此时LED灯应发出蓝色的光。7(2019长沙)LED灯(发光二极管)具有高亮度、低能耗的优点。LED景观照明技术使得上海世博园区的各大场馆如梦如幻;阳光谷或繁星点点,或彩虹飘舞,石油馆红橙黄绿色彩变换无穷问:(1)如图6是某种额定电压为3V的LED灯的I-U图象。它正常工作100s消耗的电能为多少焦耳?(2)世博场馆室内照明光源中心大部分采用了LED绿色光源,若LED照明光源4h内可节约电能1051012J,这些电能可让多少千克的水温度从20上升到70?(不计热量损失,c水=42103J/(kg)分析:(1)由图6可知,当LED灯两端的电压为U=3V时,通过的电流为I=20mA=002A,它正常工作100s,消耗的电能为W=UIt=3V002A100s=6W。(2)根据物体吸收的热量与物质的比热容、质量和温度变化的关系Q=cm(t-t0)可得,水的质量为m=。8(2019台州)太阳能路灯是目前大力推广的高效节能路灯,只要将我国总数1亿盏路灯中的6000万盏改成太阳能路灯,每年就可节省相当于一个三峡水电站的发电量。图7甲是某小区安装的太阳能路灯及其能量流程图,图7乙是这样路灯中LED发光二极管的伏安特性曲线。(1)LED发光二极管的额定电压为35伏,请根据曲线计算它的额定功率。(2)从LED发光二极管的伏安特曲线可知,当它的电压在25伏36伏之间发生微小变化时,LED的电功率大约要变化几百倍,设计者在电路中接入了PWM控制器,请你猜想:PWM控制器在电路中的作用是通过让路灯稳定发光的。蓄电池容量(注:Ah表示安小时)甲“12V 25Ah”乙“12V 45Ah”乙“12V 65Ah”(3)与太阳能电池板配套的蓄电池,既要防止阴雨期容量不足,达不到供电需求,又要避免容量过大,造成浪费。现有5支2瓦的LED发光二极管由同一蓄电池供电,每天照明8小时,为保证3个连续阴雨天的供电,根据表中信息,请通过计算选择最佳的蓄电池。(注:为了延长蓄电池寿命,连续阴雨天的用电量不能超过蓄电池容量的50%)分析:(1)由图7乙的图像可知,当LED两端的额定电压U额=35V,通过LED的额定电流为I额=600mA=06A,则LED的额定功率为P额=U额I额=35V06A=21W。(2)灯泡的亮暗是由它的实际功率决定的,控制LED稳定发光,即在工作时LED的电功率保持不变,根据P=UI可知,设计者是利用PWM控制器稳定LED两端的电压不变,从而使LED灯的亮度不变,当然该问回答成控制电流不变、调节电压或调节电流等均可。(3)根据题意可知,5支电功率P=2W的LED灯,每天照明t=8h,连续工作3天消耗的电能为W=Pt53=2W8h53=240Wh。由于连续用电量不能超过蓄电池容量的50%,因此在三天连续工作的过程中,蓄电池储存的电能至少为W总=,由表可知三种蓄电池的额定电压均为U=12V,则所选择蓄电池的容量至少为C=。为了保证能够连续工作三天又防止容量过大造成浪费,因此应选用容量比40Ah略大的蓄电池乙。9(2019扬州)阅读短文,回答问题。夜幕下,扬州“第一大道”文昌路边LED灯将道路照得犹如白昼,这种LED灯是通过光电转换来供电的。图8是扬州某小区利用太阳能给LED路灯供电的自动控制电路的原理示意图。其中,R是光敏电阻,此光敏电阻的阻值R、流过线圈电流I与光照度E(单位勒克斯,符号lx)之间的几次实验数据如下表所示:光照度Elx51015202530光敏电阻R603020151210线圈中电流ImA214273300316326333当线圈A中的电流I300mA时,动触点D与静触点G、H接触。(1)由表格中数据可知,光敏电阻的阻值R随光照度E的增强而_。(2)白天,太阳能电池板将_能转化为_能,这种能量通过再次转化储存在大容量蓄电池内。傍晚,当光照度小于_1x(勒克斯)时,路灯开始工作。(3)请用铅笔画线将电路原理图连接完整,使工作电路能正常工作(与触点的接线只能接在静触点上,图8中已给出静触点E、F、G、H的四根引线;连线不能交叉)。(4)一只功率为6W的LED灯,通电后其发光亮度相当于30W的日光灯。某间教室有24盏30W的日光灯,每天平均使用2h,如果能用6W的LED灯进行照明,则一个月(按30天计算)可节约电能_kWh。(5)据有关部门发布消息,5年内全市小区将全面覆盖LED路灯。但目前有部分市民反映LED路灯亮度不够,请你提出一条能提高亮度的合理化的建议:_。分析:(1)由表格可知,随着光照度增强,光敏电阻的阻值在变小。(2)太阳能电池板将太阳能直接转化为电能。根据题意可知当线圈A中的电流I30mA时,动触点D与静触点G、H接触,由表格可知此时光照度E15lx。反之当A中的I30mA时,动触点D与静触点E、F接触,此时光照度E<15lx。(3)根据实际生活的经验生活,设装置应该在白天利用太阳能电池板给蓄电池充电,晚上利用蓄电池给LED路灯供应。因此不管是白天还是晚上蓄电池都应接在电路中,相当于电路的干路部分,而LED路灯和太阳能电池板应各自独立工作,互不影响,相当于两条支路。根据题(2)分析可知,当电流I300mA,即在白天时,开关G、H闭合;当电流I30mA,即在夜晚时,开关E、

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