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(2011?枣庄)发光二极管是一种发展前景非常好的高亮度节能照明灯具,并在2010年上海世博会上得到了大量的使用.学校电子制作兴趣小组用“2.5V,10mA”的发光二极管制作一个可以调节亮度的手电筒,电源电压是4.5V,电路如图所示:
(1)发光二极管正常发光时消耗的电功率是多少?此时,变阻器连入电路的阻值是多少?
(2)实验发现,3只发光二极管正常发光的亮度与1只“2.5V,0.3A”的小灯泡正常发光时的亮度相当,试计算在正常发光的情况下,小灯泡和发光二极管亮度相当时,小灯泡的电功率是发光二极管电功率的几倍?
分析:(1)根据发光二极管的铭牌可知额定电流和额定电压,根据P=UI求出正常发光时消耗的电功率;再根据串联电路的电压特点求出变阻器两端的电压,最后利用欧姆定律求出变阻器连入电路的阻值.
(2)根据P=UI求出小灯泡的电功率,然后求出与3只发光二极管正常发光电功率比值即可.
解答:解:(1)正常发光时消耗的电功率为PLED=ULEDI=2.5V×0.01A=0.025W,
变阻器两端的电压为U′=U-ULED=4.5V-2.5V=2V,
变阻器接入电路的电阻R=
U′
I
=
2V
0.01A
=200Ω;
(2)小灯泡的电功率为P灯=U灯I灯=2.5V×0.3A=0.75W,
3只发光二极管正常发光电功率为P总=3PLED=3×0.025W=0.075W
所以
P灯
P总
=
0.75W
0.075W
=10,
即小灯泡的电功率是发光二极管电功率的10倍.
答:(1)发光二极管正常发光时消耗的电功率为0.025W,变阻器连入电路的阻值为200Ω;
(2)小灯泡的电功率是发光二极管电功率的10倍.
点评:本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率的计算,关键是公式及规律的灵活运用.
练习册系列答案
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(2011?静安区二模)为了“探究凸透镜成实像的规律”,某小组同学利用三个焦距不同的凸透镜(f1<f2<f3)、同一发光体、光屏和光具座等进行实验.他们分别用三个凸透镜进行了三组实验,实验步骤和操作均正确,并将每次实验的物距u、像距v以及所成像的大小情况等分别记录在表一、二、三中.
表一(凸透镜焦距为f1)
实验
序号
物距u
(厘米)
像距v
(厘米)
成像
情况
1 20.0 20.0 等大
2 30.0 15.0 缩小
3 50.0 12.5 缩小
表二(凸透镜焦距为f2)
实验
序号
物距u
(厘米)
像距v
(厘米)
成像
情况
4 24.0 24.0 等大
5 30.0 20.0 缩小
6 48.0 16.0 缩小
表三(凸透镜焦距为f3)
实验
序号
物距u
(厘米)
像距v
(厘米)
成像
情况
7 30.0 30.0 等大
8 45.0 22.5 缩小
9 60.0 20.0 缩小
①分析比较实验序号1与2与3或4与5与6数据中物距u与像距v变化关系及相关条件,可得出的初步结论是:
同一凸透镜成实像时,物距增大,像距减小
同一凸透镜成实像时,物距增大,像距减小
.
②分析比较实验序号
2与5与7
2与5与7
数据中物距u与像距v变化关系及相关条件,可得出的初步结论是:不同的凸透镜成实像时,物距相同,像距随焦距增加而增大.
③进一步分析比较各表中的数据,寻找物距、像距与成像大小的联系,归纳得出初步的结论.
(a) 分析比较实验序号2、3、5、6、8、9,可归纳得出初步的结论:物体在凸透镜中成缩小的实像时,
物距大于像距
物距大于像距
.
(b) 分析比较实验序号1、4、7及相关条件,可归纳得出初步的结论:
不同的凸透镜成等大的像时,像距等于物距,且像距、物距随焦距增加而增大
不同的凸透镜成等大的像时,像距等于物距,且像距、物距随焦距增加而增大
.

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