Question

【題目】閱讀短文《第四代電光源﹣LED光源》，并回答問題

近年來，國家鼓勵(lì)使用LED燈，其發(fā)光原理與白熾燈先發(fā)熱后發(fā)光的原理截然不同，是直接把電能轉(zhuǎn)換成光能，它的主要部分是高亮度白色發(fā)光二極管，主要由硅、砷等半導(dǎo)體材料制成，具有光效高、耗電少，壽命長、易控制、免維護(hù)、安全環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，是繼白熾燈、鹵素?zé)艉凸?jié)能熒光燈后新興的第四代電光源．

利用如圖甲所示的電路可以研究發(fā)光二極管的單向?qū)щ姷奶匦�；首先把一個(gè)額定電壓為3V的LED接入電源電壓恒為4.5V的電源正極相連后接入電路，閉合開關(guān)S，LED即處于導(dǎo)通狀態(tài)，將滑動(dòng)變阻器滑片從最右端向左調(diào)節(jié)，改變LED兩端的電壓和電路中電流，記錄多組相關(guān)數(shù)據(jù)并繪制出圖乙所示的圖象，然后斷開S，改變電源的正負(fù)極后再閉合，LED處于斷電狀態(tài)．

（1）LED燈主要由硅、砷等________材料制成；它之所以節(jié)能，被稱為冷光源，是因?yàn)殡姛徂D(zhuǎn)換損耗的能量較白熾燈________（高/低）；

（2）在圖甲中，閉合開關(guān)S，為使LED兩端電壓不超過3V，則滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值為________Ω；斷開S，改變電源的正負(fù)極后再閉合S，LED處于________ 狀態(tài)．

（3）某個(gè)家庭原來全部用白熾燈來照明，平均每月照明用電50kWh，現(xiàn)全部改用LED燈．相同情況下可節(jié)能約70%．已知每消耗l度電相當(dāng)于排入1.1kg的二氧化碳，則改用LED燈后，這個(gè)家庭平均每月能減排二氧化碳約________ kg．

Answer 1

【答案】半導(dǎo)體低75斷開38.5

【解析】

（1）從材料中可知LED燈由哪些材料制成，可知這些材料的特點(diǎn)；
（2）分析電路圖，LED與變阻器R'串聯(lián)，電壓表測LED兩端電壓，從圖乙中得到電壓為3V時(shí)對應(yīng)的電流，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律得到變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律得到變阻器接入電路的電阻；根據(jù)LED的單向?qū)щ娦�，判斷電路所處的狀態(tài)；
（3）根據(jù)效率得到全部改用LED燈后的節(jié)約的電能，計(jì)算減少排放的二氧化碳的質(zhì)量。

（1）發(fā)光二極管主要由硅、砷等半導(dǎo)體材料制成，具有光效高、耗電少，壽命長、易控制、免維護(hù)、安全環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)， LED燈主要由半導(dǎo)體材料制成；節(jié)能被稱為冷光源，是因?yàn)殡姛徂D(zhuǎn)換損耗的能量較白熾燈低；

（2）由圖可知，LED與變阻器R'串聯(lián)，電壓表測LED兩端電壓；當(dāng)ULED=3V時(shí)，由乙圖可知電路中的電流I=20mA=0.02A，此時(shí)變阻器接入電路的電阻最小，R'兩端電壓：，變阻器接入電路的最小阻值：；

（3）全部改用LED燈后節(jié)約電能 ，可減排二氧化碳的質(zhì)量：。