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夜幕下,某城市大道路边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。下图是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E/lx | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
光敏电阻R/Ω | 60 | 30 | 20 | 15 | 12 | 10 |
线圈中电流I/m A | 21. 4 | 27. 3 | 30.0 | 31. 6 | 32. 6 | 33. 3 |
(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,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。傍晚,当光照度小于 lx (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,图中已给出静触点E、F、G、H的四根引线;连线不能交叉)。(2分)
(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2 h,如果能用6W的LED灯进行照明,则一个月(按 30天计算)可节约电能 k w· h.
(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。但目前有部分市民反映LED路灯亮度不够,请你提出一条能提高亮度的合理化的建议: 。
(1)减小(2)太阳能(或光能)、电能、15
(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,图中已给出静触点E、F、G、H的四根引线;连线不能交叉)。(2分)
(4)34.56(5)多颗LED灯并联一起集中照明
解析试题分析:(1)由实验数据可知,光敏电阻的阻值R随光照度E的增强而减小;
(2)太阳能电池板太阳能转化为电能,这种能量通过再次转化储存在大容量蓄电池内;
由题知,当线圈A中的电流I≥30.0mA时,动触点D与静触点G、H接触;当线圈A中的电流I<30.0mA时,动触点D与静触点E、F接触,即当光照度小于15lx,路灯开始工作.
(3)电路图如图所示.
(4)用LED灯消耗电能:
;
用日光灯消耗电能:
;
所以节约的电能为:.
(5)多颗LED灯并联一起集中照明;多布一些路灯;使用功率更大的LED灯.
考点:电功的计算;电磁铁的其他应用;电源及其能量转化;串、并联电路的设计;太阳能的转化.
点评:本题考查了学生对实验数据的分析、消耗电能(电功)的计算、电磁铁的使用、LED灯的节能、能量的转化,知识点多、复杂,属于难题.
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