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(2014•桂林)LED(发光二极管简称LED)是人类继爱迪生发明白炽灯之后最伟大的发明之一,它是一种新型节能、环保的光

来源:学生作业帮 编辑:搜搜考试网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/06/22 19:31:59
(2014•桂林)LED(发光二极管简称LED)是人类继爱迪生发明白炽灯之后最伟大的发明之一,它是一种新型节能、环保的光源产品.如图甲是一种常见的LED手电筒,发光元件由5个发光二极管并联组成,每个发光二极管的额定电流为30mA,它的能量是由可反复充电使用的电池提供,且LED灯发光的颜色会随电压的变化而变化,如表格所示.
两端的电压/V22.43.2
LED灯的颜色
请回答下列问题:
(1)这种LED手电筒正常工作时的总电流为多少?
(2)图乙是一个LED与50Ω的定值电阻R串联,已知电源电压为4.2V保持不变,闭合开关S,毫安表(为读数更精确的电流表)的读数为20mA,通过计算说明此时LED灯发出什么颜色的光?
(3)若图乙中,闭合开关S,R的实际功率为0.08W,求此时LED灯通电10min消耗的电能是多少焦耳?
(2014•桂林)LED(发光二极管简称LED)是人类继爱迪生发明白炽灯之后最伟大的发明之一,它是一种新型节能、环保的光
(1)因5个发光二极管并联,且并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,LED手电筒正常工作时的总电流:
I=30mA×5=150mA=0.15A;
(2)一个LED与50Ω的定值电阻R串联,由I=
U
R可得,定值电阻R两端的电压:
UR=IR=20×10-3A×50Ω=1V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,LED灯两端的电压:
ULED=U-UR=4.2V-1V=3.2V,
由表格数据可知,此时LED灯发出蓝颜色的光;
(3)当电阻R的电功率为0.08W时,由P=I2R可得,电路中的电流:
I′=

PR
R=

0.08W
50Ω=0.04A,
电阻R两端的电压:
UR′=I′R=0.04A×50Ω=2V,
LED灯两端的电压:
ULED′=U-UR′=4.2V-2V=2.2V,
LED灯通电10min消耗的电能:
W=ULED′I′t=2.2V×0.04A×10×60s=52.8J.
答:(1)这种LED手电筒正常工作时的总电流为0.15A;
(2)此时LED灯发出蓝颜色的光;
(3)此时LED灯通电10min消耗的电能是52.8J.