2010二十届全国初中应用物理知识竞赛问答题

2015-07-04 23:24:08 来源:北达教育 分享资源

2010二十届全国初中应用物理知识竞赛问答题

全国初中应用物理知识竞赛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R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,当所力口的交流电压为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U。

 

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l0mA,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?

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