Question

7．LED（發(fā)光二極管簡稱LED）是人類繼愛迪生發(fā)明白熾燈之后最偉大的發(fā)明之一，它是一種新型節(jié)能、環(huán)保的光源．小明對它很感興趣，拆開了自己新買的LED手電筒（如圖[來源甲所示）．發(fā)現(xiàn)燈頭有6只（并聯(lián)）都標(biāo)有“2.5V”字樣的LED燈泡．小明拆下其中一只LED燈泡，用精密電表測出幾組電流、電壓值，并描繪出該燈泡的電流隨電壓變化圖線，如圖丙所示．

（1）LED燈是用半導(dǎo)體材料制成的．
（2）這種LED手電筒正常工作時的總電流為多少？
（3）小明將這只LED燈泡和滑動變阻器串聯(lián)接到5V的電源上，用電壓表與滑動變阻器并聯(lián)，如圖乙所示．假設(shè)LED燈允許通過的最大電流為30mA，為了燈泡的安全，求滑動變阻器允許接入電路的最小電阻以及此時電路的總功率？
（4）除了照明．你還知道LED在哪方面有應(yīng)用？請舉一實例．

Answer 1

分析 （1）發(fā)光二極管是利用半導(dǎo)體材料制成的；
（2）根據(jù)圖象可知發(fā)光二極管正常工作時的額定電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點求出6個并聯(lián)后的總電流；
（3）由圖象可知若LED燈泡允許通過的最大電流30mA時滑動變阻器兩端的最小電壓，根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器允許接入電路的最小電阻和電源的總功率．
（4）廣告牌、信號燈、電視屏幕等都應(yīng)用了LED燈．

解答 解：（1）LED燈是利用半導(dǎo)體材料制成的．
（2）根據(jù)圖示可知，當(dāng)LED燈兩端電壓為2.5V時，通過的電流為10mA，則手電筒正常工作時的總電流：I_總=6×10mA=60mA；                          
（3）由圖象可知若LED燈泡允許通過的最大電流30mA時，滑動變阻器兩端電壓為3.5V，
由$\frac{U}{R}$可知，滑動變阻器接入電路的最小電阻：R_最小=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{最大}}$=$\frac{3.5V}{0.03A}$≈117Ω；
電路的總功率：P=U_總I=5V×0.03A=0.15W；
（4）廣告牌、信號燈、電視屏幕等都應(yīng)用了LED燈．
答：（1）半導(dǎo)體．
（2）這種LED手電筒正常工作時的總電流為60mA；
（3）滑動變阻器允許接入電路的最小電阻為117Ω；電路的總功率為0.15W；
（4）廣告牌、信號燈、電視屏幕等．

點評 本題考查了半導(dǎo)體的應(yīng)用、并聯(lián)電路電流規(guī)律、串聯(lián)電路電壓的規(guī)律以及歐姆定律和功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是能從圖象上讀出有用的信息．