閱讀短文《*電光源﹣LED光源》，並回答問題近年來，國家鼓勵使用LED燈，其發光原理與白熾燈先發熱後發光的...

問題詳情：

閱讀短文《*電光源﹣LED光源》，並回答問題

近年來，國家鼓勵使用LED燈，其發光原理與白熾燈先發熱後發光的原理截然不同，是直接把電能轉換成光能，它的主要部分是高亮度白*發光二極管，主要由硅、砷等半導體材料製成，具有光效高、耗電少，壽命長、易控制、免維護、安全環保等優點，是繼白熾燈、鹵素燈和節能熒光燈後新興的*電光源．

利用如圖*所示的電路可以研究發光二極管的單向導電的特*；首先把一個額定電壓爲3V的LED接入電源電壓恆爲4.5V的電源正極相連後接入電路，閉合開關S，LED即處於導通狀態，將滑動變阻器滑片從最右端向左調節，改變LED兩端的電壓和電路中電流，記錄多組相關數據並繪製出圖乙所示的圖象，然後斷開S，改變電源的正負極後再閉合，LED處於斷電狀態．

（1）LED燈主要由硅、砷等　　材料製成；它之所以節能，被稱爲冷光源，是因爲電熱轉換損耗的能量較白熾燈　　（高/低）；

（2）在圖*中，閉合開關S，爲使LED兩端電壓不超過3V，則滑動變阻器接入電路的最小阻值爲　　Ω；斷開S，改變電源的正負極後再閉合S，LED處於　　 狀態．

（3）某個家庭原來全部用白熾燈來照明，平均每月照明用電50kW•h，現全部改用LED燈．相同情況下可節能約70%．已知每消耗l度電相當於排入1.1kg的二氧化碳，則改用LED燈後，這個家庭平均每月能減排二氧化碳約　　 kg．

【回答】

【考點】歐姆定律的應用；半導體的作用；電功的實質．

【專題】電路和歐姆定律；電能和電功率．

【分析】（1）發光二極管主要由硅、砷等半導體材料製成，具有光效高、耗電少，壽命長、易控制、免維護、安全環保等優點．

（2）根據電錶所測的量串聯電路的特點計算滑阻器接入電路的最小電阻；然後由電路圖可知LED燈與滑動變阻器串聯，根據LED的單向導電*，判斷電路所處的狀態；

（3）先求出全部改用LED燈後的節約的電能，再計算減少排放的二氧化碳的質量．

【解答】解：（1）由材料可知，發光二極管主要由硅、砷等半導體材料製成，具有光效高、耗電少，壽命長、易控制、免維護、安全環保等優點，所以，LED燈主要由半導體材料製成；

節能被稱爲冷光源，是因爲電熱轉換損耗的能量較白熾燈低；

（2）由圖*可知，LED與變阻器R'串聯，電壓表測LED兩端電壓；

由題可知LED兩端電壓不超過3V，當ULED=3V時，由乙圖可知，電路中的電流I=20mA=0.02A，此時變阻器接入電路的電阻最小，

R'兩端電壓：U'=U﹣ULED=4.5V﹣3V=1.5V，

變阻器接入電路的最小阻值：R小===75Ω；

改變電源的正負極後閉合S，由於LED具有單向導電*，所以LED處於斷開狀態；

（3）全部改用LED燈後節約電能△E=50kW•h×70%=35kW•h，

可減排二氧化碳的質量：△m=△E×1kg/kW•h=35kW•h×1.1kg/kW•h=38.5kg．

故*爲：（1）半導體；低；（2）75；斷開；（3）38.5．

【點評】本題考查了二極管的材料和單向導電*、電功率的計算，注重考查學生的獲取資訊的能力及相關的計算．還告訴我們在日常生活中一定要養成節能的好習慣，解題過程中還要注意單位的換算．

知識點：電功率

題型：綜合題