Question

4．發(fā)光二極管簡稱LED，是利用半導(dǎo)體材料制作的，因其節(jié)能、高效，逐漸進(jìn)入千家萬戶．如圖2所示是小華家的客廳LED吸頂燈，其參數(shù)如圖1．

（1）當(dāng)12個燈頭部打開時，總功率為72W，此時通過開關(guān)的電流是多少？
（2）如果客廳燈全部打開，每天平均使用3小時，則每月（30天）客廳燈要消耗多少度電？
（3）上世紀(jì)60年代以來，紅色、綠色LED被廣泛應(yīng)用．1993年藍(lán)色LED的發(fā)明，使得藍(lán)光LED成為可能．這是繼白熾燈、節(jié)能燈之后照明技術(shù)的又一大發(fā)明，所以諾貝爾評委會在為“藍(lán)色LED”頒獎時指出其“將點亮21世紀(jì)”．請你從物理的角度談?wù)劙l(fā)明藍(lán)色LED的意義．

Answer 1

分析 LED燈是利用半導(dǎo)體材料制作的．
（1）已知燈泡總功率，利用I=$\frac{P}{U}$得到通過開關(guān)的電流；
（2）已知吸頂燈總功率和每天工作時間，利用公式W=Pt得到吸頂燈一個月消耗的電能；
（3）藍(lán)光LED相對于傳統(tǒng)的白熾燈、節(jié)能燈發(fā)光更均勻效率更高，具有更節(jié)能、環(huán)保的特征．

解答 解：
發(fā)光二極管是利用半導(dǎo)體材料制成的，簡稱LED；
（1）因為P=UI，
所以通過開關(guān)的電流為I=$\frac{P}{U}$=$\frac{72W}{220V}$≈0.33A；
（2）因為P=$\frac{W}{t}$，
所以每月客廳燈消耗的電能為W=Pt=0.072kW×30×3h=6.48kW•h；
（3）藍(lán)光LED相對于傳統(tǒng)的白熾燈、節(jié)能燈具有更節(jié)能、環(huán)保的特征．
答：半導(dǎo)體；
（1）通過開關(guān)的電流是0.33A；
（2）每月客廳燈消耗的電能為6.48kW•h；
（3）藍(lán)光LED相對于傳統(tǒng)的白熾燈、節(jié)能燈具有更節(jié)能、環(huán)保的特征．

點評 此題以LED燈為素材，分別考查了半導(dǎo)體材料的應(yīng)用、電功率、電能有關(guān)公式及其變形，體現(xiàn)了物理規(guī)律與社會生活的密切聯(lián)系，是一道綜合題．