Question

（2011?棗莊）發(fā)光二極管是一種發(fā)展前景非常好的高亮度節(jié)能照明燈具，并在2010年上海世博會(huì)上得到了大量的使用．學(xué)校電子制作興趣小組用“2.5V，10mA”的發(fā)光二極管制作一個(gè)可以調(diào)節(jié)亮度的手電筒，電源電壓是4.5V，電路如圖所示：
（1）發(fā)光二極管正常發(fā)光時(shí)消耗的電功率是多少？此時(shí)，變阻器連入電路的阻值是多少？
（2）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，3只發(fā)光二極管正常發(fā)光的亮度與1只“2.5V，0.3A”的小燈泡正常發(fā)光時(shí)的亮度相當(dāng)，試計(jì)算在正常發(fā)光的情況下，小燈泡和發(fā)光二極管亮度相當(dāng)時(shí)，小燈泡的電功率是發(fā)光二極管電功率的幾倍？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)發(fā)光二極管的銘牌可知額定電流和額定電壓，根據(jù)P=UI求出正常發(fā)光時(shí)消耗的電功率；再根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出變阻器兩端的電壓，最后利用歐姆定律求出變阻器連入電路的阻值．
（2）根據(jù)P=UI求出小燈泡的電功率，然后求出與3只發(fā)光二極管正常發(fā)光電功率比值即可．

解答：解：（1）正常發(fā)光時(shí)消耗的電功率為P_LED=U_LEDI=2.5V×0.01A=0.025W，
變阻器兩端的電壓為U′=U-U_LED=4.5V-2.5V=2V，
變阻器接入電路的電阻R=

U′

I

=

2V

0.01A

=200Ω；
（2）小燈泡的電功率為P_燈=U_燈I_燈=2.5V×0.3A=0.75W，
3只發(fā)光二極管正常發(fā)光電功率為P_總=3P_LED=3×0.025W=0.075W
所以

P燈

P總

=

0.75W

0.075W

=10，
即小燈泡的電功率是發(fā)光二極管電功率的10倍．
答：（1）發(fā)光二極管正常發(fā)光時(shí)消耗的電功率為0.025W，變阻器連入電路的阻值為200Ω；
（2）小燈泡的電功率是發(fā)光二極管電功率的10倍．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及規(guī)律的靈活運(yùn)用．