Question

17．LED（发光二极管简称LED）是人类继爱迪生发明白炽灯之后最伟大的发明之一，它是一种新型节能、环保的光源产品．如图甲是一种常见的LED手电筒，发光元件由5个发光二极管并联组成，每个发光二极管的额定电流为30mA，如图乙是LED灯与50Ω的定值电阻R串联，它的能量是由可反复充电使用的电池提供，且LED 灯发光的颜色会随其两端电压的变化而变化，如表格所示．下列选项正确的是（　　）

LED灯两端的电压/V	2	2.4	3.2
LED灯的颜色	红	黄	蓝

• A． LED灯发光时是将电能转化为光能
• B． 这种LED手电筒正常工作时的总电流为0.15A
• C． 如图乙所示，已知电源电压为4.2V，且保持不变，闭合开关S，当毫安表（为读数更精确的电流表）的读数为20mA时，LED灯发出黄光
• D． 如图乙所示，已知电源电压为4.2V，且保持不变，闭合开关S，R的实际功率为0.08W，此时LED灯通电10min消耗的电能为52.8J

Answer 1

分析 A、LED灯能发光主要使用的材料是半导体，在工作时将电能转化成光能．
B、根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和求出正常工作时的总电流．
C、一个LED与50Ω的定值电阻R串联，知道电路中的电流，根据欧姆定律求出定值电阻两端的电压，根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压，然后由表格信息得出LED灯发光的颜色；
D、根据P=I²R求出电阻R的电功率为0.08W时电路中的电流，根据欧姆定律求出电阻R两端的电压，根据串联电路的电压特点求出LED灯两端的电压，根据W=UIt求出LED灯通电10min消耗的电能．

解答 解：A、LED灯发光时是将电能转化为光能，故A正确；
B、因为5个LED并联，所以正常工作时的总电流为I=5I₁=5×30mA=150mA=0.15A，故B正确．
C、一个LED与50Ω的定值电阻R串联，由I=$\frac{U}{R}$可得，定值电阻R两端的电压：U_R=IR=20×10^-3A×50Ω=1V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，LED灯两端的电压：U_LED=U-U_R=4.2V-1V=3.2V，由表格数据可知，此时LED灯发出蓝色的光，故C错误；
D、当电阻R的电功率为0.08W时，由P=I²R可得，电路中的电流：
I′=$\sqrt{\frac{{P}_{R}}{R}}$=$\sqrt{\frac{0.08W}{50Ω}}$=0.04A，
电阻R两端的电压：
U_R′=I′R=0.04A×50Ω=2V，
LED灯两端的电压：
U_LED′=U-U_R′=4.2V-2V=2.2V，
LED灯通电10min消耗的电能：
W=U_LED′I′t=2.2V×0.04A×10×60s=52.8J，故D正确．
故选：ABD．

点评 本题考查了能量的转化、并联电路的电流特点和串联电路的特点、欧姆定律、电功率公式、电功公式的灵活应用，属于难题．