Question

6．如图为某小区地下停车场使用的一种声控双亮度LED照明灯的电路示意图，其中电阻R为定值电阻，S为声控延时开关，对灯起到控制作用，当有人、车通过时，灯光的亮度大，没有人、车通过时，灯的亮度小，因其能很好的节省能源而深受欢迎．该款照明灯灯管相关参数如表所示：

项目	参数
长度/mm	1200
直径/mm	26
工作电压/V	220/85
功率/W	44/8.5

（1）该款照明灯工作时将电能主要转化为光能，当有人时，声控开关S应处于闭合状态．
（2）当照明灯以最大功率工作时，电路中的电流是多少？
（3）定值电阻R的阻值是多少？
（4）西安市区居民用电电费为0.5元/度，若该地下停车场共有500盏这样的照明灯，平均每盏灯每天在无人、车的状态下工作时间为10h，与使用普通44W照明灯相比，该地下车库每个月节省电费多少元？（一个月按30天计算）

Answer 1

分析 （1）LED灯工作时将电能主要转化为光能；当有人、车通过时灯光的亮度大，通过的电流较大，实际功率较大，结合电路图判断声控开关S的状态；
（2）由表格可知照明灯的最大功率和工作电压，根据P=UI求出电路中的电流；
（3）声控开关S断开时，R与照明灯串联，由表格数据可知照明灯的较小功率和电压，根据串联电路的电压特点求出R两端的电压，根据串联电路电流特点和P=UI求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出R的阻值；
（4）知道平均每盏灯每天在无人、车的状态下工作时间和对应的功率，与普通44W照明灯的功率之差即为每天可节约电能的功率，根据W=Pt求出一个月节约的电能，然后求出节约的电费．

解答 解：（1）LED灯工作时将电能主要转化为光能；
当有人、车通过时灯光的亮度大，通过的电流较大，实际功率较大，由电路图可知，声控开关S应闭合；
（2）由表格可知，照明灯的最大功率P_大=44W，工作电压U_大=U=220V，
由P=UI可得，电路中的电流：
I=$\frac{{P}_{大}}{{U}_{大}}$=$\frac{44W}{220V}$=0.2A；
（3）声控开关S断开时，R与照明灯串联，
由表格数据可知，照明灯的功率P_小=8.5W，工作电压U_小=85V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R两端的电压：
U_R=U-U_小=220V-85V=135V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由P=UI可得，电路中的电流：
I′=$\frac{{P}_{小}}{{U}_{小}}$=$\frac{8.5W}{85V}$=0.1A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，R的阻值：
R=$\frac{{U}_{R}}{I′}$=$\frac{135V}{0.1A}$=1350Ω；
（4）平均每盏灯每天在无人、车的状态下工作时间为10h，
每盏灯可节约电能的功率P=44W-8.5W=35.5W=0.0355kW，
由P=$\frac{W}{t}$可得，该地下车库每个月可节约的电能：
W=Pt=0.0355kW×10h×30×500=5325kW•h=5325度，
该地下车库每个月节省电费：5325度×0.5元/度=2662.5元．
答：（1）光；闭合；
（2）当照明灯以最大功率工作时，电路中的电流是0.2A；
（3）定值电阻R的阻值是1350Ω；
（4）该地下车库每个月节省电费2662.5元．

点评 本题考查了电功率公式和串联电路的特点以及欧姆定律、电功公式的应用，根据题意判断出两种情况下声控开关的状态是关键．