Question

电子灭蚊灯是利用物理方法灭蚊的一种环保型灭蚊工具，其工作原理是利用蚊子的趋光性，用高效诱蚊灯管发出的光将蚊子吸引到灭蚊灯的高压电网而使其触电身亡．
（1）设灭蚊灯中的灯管额定功率为P，正常工作时约有5%的电能转化为光能，光能中约有40%是频率为f的紫光．求灯管每秒钟发出多少个该频率的紫光光子．（已知普朗克恒量为h）
（2）如图所示，是灭蚊灯高压电网的工作电路示意图，变压器将220V的交流电压变成高压，输送给高压电网，电网相邻两电极间距离为0.5cm，空气在常温下被击穿的临界电场强度为3110V/mm，为防止两电极间空气被击穿而造成短路，变压器的初、次级线圈匝数比n₁：n₂应满足什么条件？

Answer 1

分析：根据能量守恒求黑光灯每秒钟向外辐射多少个该频率的紫光光子，根据变压器的原理：电压与匝数成正比求匝数之比．

解答：解：（1）N=

P×5%×40%

hf

=

0.02P

hf

；
（2）空气被击穿时，两电极间的电压U_2m=3110×5=15550V，根据电压与匝数成正比知为防止两电极间空气被击穿而造成短路，
U₁=220V，U₂＜15550V，

n1

n2

=

U1

U2

＞

22

1555

答：每秒钟发出

0.02P

hf

个该频率的紫光光子，为防止两电极间空气被击穿而造成短路，变压器的初、次级线圈匝数比大于

22

1555

．

点评：本题主要考查了变压器的变压原理；电压与匝数成正比．