LED照亮上海世博会

1、LED照亮上海世博会DIV.MyFav_27 P.MsoNormalTEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; FONT-SIZE: 10.5pt; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; FONT-FAMILY: "Times New Roman" TEXT-ALIGN: justifyDIV.MyFav_27 LI.MsoNormalTEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; FONT-SIZE: 10.5pt; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; FONT-FAMILY: "Times New Roman"

2、; TEXT-ALIGN: justifyDIV.MyFav_27 DIV.MsoNormalTEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; FONT-SIZE: 10.5pt; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; FONT-FAMILY: "Times New Roman" TEXT-ALIGN: justifyDIV.MyFav_27 P.MsoFooterFONT-SIZE: 9pt; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; LAYOUT-GRID-MODE: char; FONT-FAMILY: "Times New Roman&qu

3、ot;DIV.MyFav_27 LI.MsoFooterFONT-SIZE: 9pt; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; LAYOUT-GRID-MODE: char; FONT-FAMILY: "Times New Roman"DIV.MyFav_27 DIV.MsoFooterFONT-SIZE: 9pt; MARGIN: 0cm 0cm 0pt; LAYOUT-GRID-MODE: char; FONT-FAMILY: "Times New Roman"DIV.MyFav_27 DIV.Section1page: Section1DIV.M

4、yFav_27 OLMARGIN-BOTTOM: 0cmDIV.MyFav_27 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。12019·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

5、头等局部构成。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。22019·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“低碳开展的重要举措。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

6、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。32019·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kW·h的

7、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=0012kW×1h=0012kWh；白炽灯正常工作1h消耗的电能为W白=Pt=01kWh×1h=01kWh ,那么使用LED灯比使用白炽灯工作1h节省的电能为W=W白-WLED=01kWh-0012kWh=0088kWh。42019·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。L

8、ED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 ,那么正常工作时的电功率为P=UI=6V×03A=18W。故应选A。52019·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

9、炽灯的十分之一。1假设每个LED灯的功率为01W ,那么一棵“发光树正常工作100min消耗了多少电能？2假设一棵这样的“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 ,那么一棵“发光树上的168个LED灯正常工作t=100min=6×103s消耗的电能为W=Pt×168=01W×6×103s×168=1008×105J。2根据Q=cmt-t0可知 ,水的质量为m=。62019·嘉兴2019年世博会全面使用一种名叫LED灯的新

10、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乙是世博会的桔祥物“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 ,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

11、红=18V×002A=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=002A×90=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。72019·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

12、少焦耳？2世博场馆室内照明光源中心大局部采用了LED绿色光源 ,假设LED照明光源4h内可节约电能105×1012J ,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=42×103J/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=3V×002A×100s=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=cmt-t0可得 ,水的质量为m=。82019·台州太阳能路灯是目前大力推广的高效节能路灯 ,只

13、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。1LED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 ,请你猜测：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 65Ah3与太阳能电池板配套

14、的蓄电池 ,既要防止阴雨期容量缺乏 ,达不到供电需求 ,又要防止容量过大 ,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 ,请通过计算选择最正确的蓄电池。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 ,那么LED的额定功率为P额=U额I额=35V×06A=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

15、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 ,当然该问答复成控制电流不变、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=Pt×5×3=2W×8h×5×3=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 ,那么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

16、蓄电池乙。92019·扬州阅读短文 ,答复下列问题。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

17、,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。黄昏 ,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 ,那么一个月按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。但目前有局部市民反映LED路灯亮度不够 ,请你提出一条能提高亮度的

18、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路灯供给。因此不管是白天还是晚上蓄电池都应接在电路中 ,相当于电路的干路局部 ,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、F闭合 ,即静触点G、H控制太阳能电池板 ,E、F控制LED路灯 ,根据上述分析