题目内容


小明发现他家的电源插排上有多个指示灯，如图14甲所示。小明将电源插排拆开后发现，每个指示灯实际上是一个发光二极管，每个发光二极管和一个定值电阻串联后接在220V的电源上。

他通过查阅资料得知，发光二极管的结构与普通二极管相似，由一个PN结构成，具有单向导电性。当在发光二极管上加正向电压时，发光二极管导通并发光；当加反向电压时，发光二极管截止(电阻可视为无穷大)且不发光。如果将发光二极管D和电阻只接在如图14乙所示的正弦交流电路中，只有在交流电压正半周期时，发光二极管导通，在负半周期时不导通。并可以证明：若用UD表示发光二极管导通时其两端的电压，当所加的交流电压为U时，电阻R上的电压为 实际上交流电压值是变化的，其瞬时可达到的最大值约为。

查表可知发光二极管正常发光时其两端的电压约为2V，通过它的电流约为10mA，

计算时忽略发光二极管发光过程中消耗功率的变化。

(1)为了保证发光二极管的安全，需要串联一个多大阻值的定值电阻?

(2)此时发光二极管和定值电阻消耗的总功率为多大?

(3)如果我国有一亿个家庭每天使用带有一个发光二极管指示灯的插排，每天工

作24小时，那么我国每年(按365天计算)要损耗多少度电?

(4)根据此现象警示我们平时要如何节约用电?


1．因电阻与二极管串联，所以通过二者的电流均为I=10mA

         电阻两端的最大电压

         定值电阻的阻值

     2．加在电阻上的电压UR=0.45U-UD＝97V

       电阻所消耗的功率

发光二极管消耗的功率PD＝UDI＝2×0.01W=0.02W

发光二极管和定值电阻消耗的总功率：P总=PR+PD＝0.32W

3．消耗电能；W总＝P总t＝108×0.32×10-3×365×24kWh=2.8×108kWh

4．当电源插排不用时，及时关闭电源插排上的开关，或拔掉电源插头。


练习册系列答案
相关题目

以下说法正确的是（    ）

A．温度为0℃时，水已不存在，全部结成冰

B．温度为0℃时，冰已不存在，全部化成水

C．温度为0℃时，冰和水都有可能存在，但没有水蒸气

D．温度为0℃时，冰、水和水蒸气都有可能存在

小芳想用下图所示的器材，设计一个可以调节小灯泡亮度的电路，要求：滑动变阻器的滑片向左滑动时，灯泡的亮度变暗；用电流表测灯泡的电流，电压表测灯泡两端的电压。

（1）请你用笔画线代替导线连接电路。

（2）连接电路时的开关应处于______状态，实验前滑片P应放在      端。

（3）在实验中如果发现电流表指针反偏到头，这是因为________________________；无论如何移动滑动变阻器的滑片，灯泡亮度都不改变，而且很暗，这是因为                                         。

（4）闭合开关后，发现灯不亮，电流表无示数，但电压表有示数，故障可能是              _                                                  。

利民电器厂设计了一种具有高、中、低温三挡的家用电火锅，其发热体电阻丝如图5所示。A、B、C为三个接线柱，B是电阻丝中点的接线柱。相信你一定能帮助该厂完成以下工作。

    (1)说明各挡位的连接方法(文字表述或画图连接均可)。

    (2)如果要求低温发热功率为200 W，那么高温和中温两挡的发热功率分别应是多大?

(3)设计一份该火锅的产品铭牌。

清洗机是利用高压水清洗车辆表面污垢的机器。有一种CC5020型清洗机的铭牌如下表所示。请回答：

 1．从物理学的角度看，铭牌中有一个物理量名称与单位不一致，请你指出并说明如何更正。

 2．清洗机正常工作时，通过清洗机的电流是             A。若清洗一辆汽车平均耗时10min，则清洗一辆汽车平均用水              m3；平均耗电          kW·h。

3．清洗机正常工作10min，清洗机对水做多少功？

4．该清洗机正常工作时的效率是多少？

有一辆娱乐电瓶车，工作电压为24伏，工作电流为10安，效率为80％，车及人总重为2000牛，行驶时阻力为车总重的0.1倍。该车匀速行驶120米需______秒。

黑光诱虫灯是应用物理学原理治理害虫的一种专用设备，其结构和工作电路与普通的日光灯的基本相同，区别只是黑光诱虫灯灯管的材料和其内壁上所涂的荧光粉不同。有的黑光诱虫灯的灯管外侧加一层高压电网杀灭害虫，如图13所示，有的是直接利用自然水源(如养鱼池等)杀灭害虫。黑光诱虫灯在正常工作时，会发出波长为365nm的“光”，尽管这种“光”，人眼看不见，一些害虫却看得见。具有趋光特性的害虫见到这种“光”后即纷纷飞来，为进一步杀灭害虫创造条件。

    1．为什么人眼看不见黑光诱虫灯发出的“光”伞它发出的是红外线还是紫外线?[人的视觉频率范围：(0.43～0.75)×1015Hz]

    2．尽管人眼看不见黑光诱虫灯发出的“光”，但技术人员仍然不允许我们用肉眼近距离地直接观察正在正常工作的黑光诱虫灯灯管。这是为什么?

    3．通常一盏H-40型40W的黑光诱虫灯可以用来诱杀害虫的果园范围约35亩。小胖家承包有400亩果园，在果园里安装的这种黑光诱虫灯每年工作约150天，每天工作约10小时，电价按每度电0．5元计算，则每年需要为这些黑光诱虫灯交多少元电费?

    4．请解释上述两种黑光诱虫灯是如何杀灭害虫的。

工人师傅在改装电炉时，为了使电功率减小到原来的一半，下列措施中可行的是：       [    ]

A．截去一半电炉丝                  B．串联一条相同的电炉丝；

C．并联一条相同的电炉丝            D．把连接电炉和电源的导线长度增加一倍。

小明搬进刚装修完的新家，妈妈给他买了一个床头灯，他将这个床头灯插在床边墙壁的插座上。晚上，小明在床上看书时，突然床头灯熄灭了，过了一会儿，灯又亮了，这时他发现爸爸刚刚洗完澡从卫生间走了出来。小明很好奇，亲自去卫生间打开“浴霸”的灯，发现他床头的灯又熄灭了；关闭“浴霸”的灯，床头的灯又亮了。小明很想知道为什么他的床头灯会出现这种“奇怪现象”，线路究竟出了什么问题？

( 1 ）请你画出小明家装修时连接浴霸灯与床头插座（床头灯）的电路图，并应用所学知识分析产生这一“奇怪现象”的原因．

( 2 ）如果不想让上述“奇怪现象”出现，床头灯的开关能正常控制床头灯的亮灭，请画出正确的电路图。

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