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LED(发光二极管简称LED)是人类继爱迪生发明白炽灯之后最伟大的发明之一,它是...

LED(发光二极管简称LED)是人类继爱迪生发明白炽灯之后最伟大的发明之一,它是一种新型节能、环保的光源产品。如图甲是一种常见的LED手电筒,发光元件由5个发光二极管并联组成,每个发光二极管的额定电流为30mA,它的能量是由可反复充电使用的电池提供,且LED 灯发光的颜色会随电压的变化而变化,如图丙表格所示。

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请回答下列问题:

(1)这种LED手电筒正常工作时的总电流为多少?

(2)图乙是一个LED50Ω定值电阻R串联,已知电源电压为4.2V保持不变,闭合开关S,毫安表(为读数更精确的电流表)的读数为20mA,通过计算说明此时LED灯发出什么颜色的光?

(3)若图乙中,闭合开关SR的实际功率为0.08W,求此时LED灯通电10min消耗的电能是多少焦耳?

 

(1)0.15A;(2)蓝颜色的光;(3)52.8J 【解析】 试题分析:(1)因5个发光二极管并联,且并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,LED手电筒正常工作时的总电流:I总=30mA×5=150mA=0.15A; (2)一个LED与50Ω的定值电阻R串联,定值电阻R两端的电压:UR=IR=20×10﹣3A×50Ω=1V, 因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,LED灯两端的电压:ULED=U﹣UR=4.2V﹣1V=3.2V, 由表格数据可知,此时LED灯发出蓝颜色的光; (3)当电阻R的电功率为0.08W时,由P=I2R可得,电路中的电流:I′=0.04A, 电阻R两端的电压:UR′=I′R=0.04A×50Ω=2V,LED灯两端的电压:ULED′=U﹣UR′=4.2V﹣2V=2.2V, LED灯通电10min消耗的电能:W=ULED′I′t=2.2V×0.04A×10×60s=52.8J。 考点:电学综合计算  
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