led照亮上海世博會

LED照亮上海世博會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，為期184天的上海世博會在黃浦江畔拉開帷幕。璀璨的夜景，是上海世博會亮點之一，而這主要歸功于大規(guī)模LED（發(fā)光二極管）照明新技術的新應用。夜晚的世博被LED裝點得仍然是美輪美侖。作為一種新型固態(tài)光源。LED具有體積小、功耗低、壽命長、響應快、可靠性高等特點，目前已被世界公認為一種節(jié)能環(huán)保的重要照明材料。在今年各地的中考物理試題中也出現(xiàn)了許多的LED為題材的試題。1（2019廣東）如圖1所示是太陽能LED照明路燈。它主要由太陽能電池板、LED燈頭等部分構成。LED是一種發(fā)光二極管，通過電流能夠發(fā)光，可以把電能直接轉化成_能。分析：LED是一種發(fā)光的二極管，當電流通過它時能夠發(fā)光，因此它可以將電能直接轉化為光能。故應填入“光”。2（2019蕪湖）2019年3月，國內最大的LED產業(yè)園落戶蕪湖，這是我市謀劃“低碳發(fā)展”的重要舉措。LED是一種發(fā)光二極管，因壽命長、光效高開始廣泛用于照明，圖2是LED燈的原理電路，請在圖中標出電源的正極。一般單個LED亮度不能滿足照明需要，常用數(shù)個LED聯(lián)組成LED燈，工作時燈內的數(shù)個LED彼此互不影響。分析：根據題意可知，LED是一種發(fā)光二極管，而二極管具有單向導電性，根據圖2中二極管的接法可知電源的左邊為正極，右邊為負極，因此標出的電源正極如圖3所示，由于數(shù)個LED彼此互不影響，因此它們應相互并聯(lián)接入電路。3（2019綦江）人類正面臨能源危機，為了找到更節(jié)能的光源，科學家做了大量的實驗，實驗發(fā)現(xiàn)下表中的LED燈和白熾燈在正常工作時，光照強度相同。類型LED燈白熾燈發(fā)光原理二極管發(fā)光鎢絲高溫發(fā)光額定電壓24伏220伏響應時間10-9秒10-3秒額定功率12瓦100瓦（1）由表中給出的信息知道：“LED”燈和白熾燈的發(fā)光原理是的（選填“相同”或“不相同”）；（2）“LED”燈正常發(fā)光時的電流是；正常工作1h，使用“LED”燈比白熾燈要節(jié)約kWh的電能。分析：（1）由表格提供的信息可知，LED燈的發(fā)光原理是二極管發(fā)光，白熾燈的發(fā)光原理是鎢絲高溫發(fā)光，因此它們的發(fā)光原理是不同的。（2）由于LED燈的額定電壓U=24V，額定功率P=12W，因此LED燈正常工作時的電流為，正常工作t=1h消耗的電能為WLED=Pt=0012kW1h=0012kWh；白熾燈正常工作1h消耗的電能為W白=Pt=01kWh1h=01kWh，則使用LED燈比使用白熾燈工作1h節(jié)省的電能為W=W白-WLED=01kWh-0012kWh=0088kWh。4（2019衢州）清華大學的虞昊教授致力于第三代照明技術LED燈的普及工作。LED燈的能耗小，造價低廉，使用壽命長。虞昊自制的LED臺燈，用電壓為6伏的電源供電，正常工作電流為300毫安。那么，此LED臺燈正常工作時的功率為A18瓦 B18瓦 C180 瓦 D1800瓦分析：由題意可知，該LED臺燈正常工作的電壓為U=6V，通過的電流為I=300mA=03A，則正常工作時的電功率為P=UI=6V03A=18W。故應選A。5（2019江西）2009年10月1日的國慶聯(lián)歡會晚會上，有一個漂亮的“光立方”，它是由4028棵“發(fā)光樹”組成的。如圖4所示，每棵“發(fā)光樹”上有168個LED燈（發(fā)光二極管），在得到同樣亮度的情況下，其耗電量不到白熾燈的十分之一。（1）若每個LED燈的功率為01W，則一棵“發(fā)光樹”正常工作100min消耗了多少電能？（2）若一棵這樣的“發(fā)光樹”正常工作100min消耗的電能全部用來水加熱，在一標準大氣壓下可以把質量多少kg 20的水燒開？分析：（1）由于每個LED燈的功率P=01W，則一棵“發(fā)光樹”上的168個LED燈正常工作t=100min=6103s消耗的電能為W=Pt168=01W6103s168=1008105J。（2）根據Q=cm（t-t0）可知，水的質量為m=。6（2019嘉興）2019年世博會全面使用一種名叫LED燈的新型節(jié)能燈。使用LED燈比舊式燈泡節(jié)能90，且發(fā)出光的顏色會隨電壓的變化而變化（見下表）。圖5乙是世博會的吉祥物“海寶”，夜晚在LED燈的照射下，能呈現(xiàn)出不同的顏色，形象十分可愛。（1）根據表中數(shù)據，當LED燈發(fā)出紅光時，消耗的電功率是瓦。（2）把一個LED燈接入如圖5甲所示的電路中，已知電源電壓為5伏且保持不變，電阻R為90歐姆。閉合開關后，毫安表（比安培表更精確的電流表）的讀數(shù)為20毫安，通過計算說明此時LED燈發(fā)出什么顏色的光？分析：（1）根據表格可知，當LED燈發(fā)生紅色光時，LED燈兩端的電壓為U紅=18V，通過LED燈的電流為I紅=20mA=002A，因此它消耗的電功率為P紅=U紅I紅=18V002A=0036W。（2）由圖5甲的電路圖可知，此時LED燈跟電阻R串聯(lián)，電路中的電流為I=20mA=002A，因此R兩端的電壓為UR=IR=002A90=18V，根據串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可得，LED兩端的電壓為U燈=U-UR=5V-18V=32V，查表可知此時LED燈應發(fā)出藍色的光。7（2019長沙）LED燈（發(fā)光二極管）具有高亮度、低能耗的優(yōu)點。LED景觀照明技術使得上海世博園區(qū)的各大場館如夢如幻；陽光谷或繁星點點，或彩虹飄舞，石油館紅橙黃綠色彩變換無窮問：（1）如圖6是某種額定電壓為3V的LED燈的I-U圖象。它正常工作100s消耗的電能為多少焦耳？（2）世博場館室內照明光源中心大部分采用了LED綠色光源，若LED照明光源4h內可節(jié)約電能1051012J，這些電能可讓多少千克的水溫度從20上升到70？（不計熱量損失，c水=42103J/（kg）分析：（1）由圖6可知，當LED燈兩端的電壓為U=3V時，通過的電流為I=20mA=002A，它正常工作100s，消耗的電能為W=UIt=3V002A100s=6W。（2）根據物體吸收的熱量與物質的比熱容、質量和溫度變化的關系Q=cm（t-t0）可得，水的質量為m=。8（2019臺州）太陽能路燈是目前大力推廣的高效節(jié)能路燈，只要將我國總數(shù)1億盞路燈中的6000萬盞改成太陽能路燈，每年就可節(jié)省相當于一個三峽水電站的發(fā)電量。圖7甲是某小區(qū)安裝的太陽能路燈及其能量流程圖，圖7乙是這樣路燈中LED發(fā)光二極管的伏安特性曲線。（1）LED發(fā)光二極管的額定電壓為35伏，請根據曲線計算它的額定功率。（2）從LED發(fā)光二極管的伏安特曲線可知，當它的電壓在25伏36伏之間發(fā)生微小變化時，LED的電功率大約要變化幾百倍，設計者在電路中接入了PWM控制器，請你猜想：PWM控制器在電路中的作用是通過讓路燈穩(wěn)定發(fā)光的。蓄電池容量（注：Ah表示安小時）甲“12V 25Ah”乙“12V 45Ah”乙“12V 65Ah”（3）與太陽能電池板配套的蓄電池，既要防止陰雨期容量不足，達不到供電需求，又要避免容量過大，造成浪費?，F(xiàn)有5支2瓦的LED發(fā)光二極管由同一蓄電池供電，每天照明8小時，為保證3個連續(xù)陰雨天的供電，根據表中信息，請通過計算選擇最佳的蓄電池。（注：為了延長蓄電池壽命，連續(xù)陰雨天的用電量不能超過蓄電池容量的50%）分析：（1）由圖7乙的圖像可知，當LED兩端的額定電壓U額=35V，通過LED的額定電流為I額=600mA=06A，則LED的額定功率為P額=U額I額=35V06A=21W。（2）燈泡的亮暗是由它的實際功率決定的，控制LED穩(wěn)定發(fā)光，即在工作時LED的電功率保持不變，根據P=UI可知，設計者是利用PWM控制器穩(wěn)定LED兩端的電壓不變，從而使LED燈的亮度不變，當然該問回答成控制電流不變、調節(jié)電壓或調節(jié)電流等均可。（3）根據題意可知，5支電功率P=2W的LED燈，每天照明t=8h，連續(xù)工作3天消耗的電能為W=Pt53=2W8h53=240Wh。由于連續(xù)用電量不能超過蓄電池容量的50%，因此在三天連續(xù)工作的過程中，蓄電池儲存的電能至少為W總=，由表可知三種蓄電池的額定電壓均為U=12V，則所選擇蓄電池的容量至少為C=。為了保證能夠連續(xù)工作三天又防止容量過大造成浪費，因此應選用容量比40Ah略大的蓄電池乙。9（2019揚州）閱讀短文，回答問題。夜幕下，揚州“第一大道”文昌路邊LED燈將道路照得猶如白晝，這種LED燈是通過光電轉換來供電的。圖8是揚州某小區(qū)利用太陽能給LED路燈供電的自動控制電路的原理示意圖。其中，R是光敏電阻，此光敏電阻的阻值R、流過線圈電流I與光照度E（單位勒克斯，符號lx）之間的幾次實驗數(shù)據如下表所示：光照度Elx51015202530光敏電阻R603020151210線圈中電流ImA214273300316326333當線圈A中的電流I300mA時，動觸點D與靜觸點G、H接觸。（1）由表格中數(shù)據可知，光敏電阻的阻值R隨光照度E的增強而_。（2）白天，太陽能電池板將_能轉化為_能，這種能量通過再次轉化儲存在大容量蓄電池內。傍晚，當光照度小于_1x（勒克斯）時，路燈開始工作。（3）請用鉛筆畫線將電路原理圖連接完整，使工作電路能正常工作（與觸點的接線只能接在靜觸點上，圖8中已給出靜觸點E、F、G、H的四根引線；連線不能交叉）。（4）一只功率為6W的LED燈，通電后其發(fā)光亮度相當于30W的日光燈。某間教室有24盞30W的日光燈，每天平均使用2h，如果能用6W的LED燈進行照明，則一個月（按30天計算）可節(jié)約電能_kWh。（5）據有關部門發(fā)布消息，5年內全市小區(qū)將全面覆蓋LED路燈。但目前有部分市民反映LED路燈亮度不夠，請你提出一條能提高亮度的合理化的建議：_。分析：（1）由表格可知，隨著光照度增強，光敏電阻的阻值在變小。（2）太陽能電池板將太陽能直接轉化為電能。根據題意可知當線圈A中的電流I30mA時，動觸點D與靜觸點G、H接觸，由表格可知此時光照度E15lx。反之當A中的I30mA時，動觸點D與靜觸點E、F接觸，此時光照度E<15lx。（3）根據實際生活的經驗生活，設裝置應該在白天利用太陽能電池板給蓄電池充電，晚上利用蓄電池給LED路燈供應。因此不管是白天還是晚上蓄電池都應接在電路中，相當于電路的干路部分，而LED路燈和太陽能電池板應各自獨立工作，互不影響，相當于兩條支路。根據題（2）分析可知，當電流I300mA，即在白天時，開關G、H閉合；當電流I30mA，即在夜晚時，開關E、