Question

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太阳能路灯

图甲是我市S327省道两边的太阳能路灯，它由太阳能电池板、控制器、24V的蓄电池组、LED发光二极管、灯杆及灯具外壳组成。它的结构示意图如图乙，工作时能量流程图如图丙。

LED发光二极管是一种半导体器件，它具有工作电压低(2～4V)、耗能少、寿命长、稳定性高、响应时间短、对环境无污染、多色发光等优点。它与普通的白炽灯发光原理不同，可以把电直接转化为光。实验测得LED发光二极管两端加不同电压时的电流，数据如下表：

电压/V	1	1.5	2.0	2.3	2.5	2.8	3.0	3.3	3.5	3.6	3.7
电流/mA	0	0	0	5	10	60	160	380	690	900	1250

(1) 关于流程①和②的能量转化，下列说法正确的是（_________）

A. 流程①是将太阳能转化为电能，流程②是将电能转化为光能

B. 流程①是将电能转化为化学能，流程②是将化学能转化为电能

C. 流程①是将电能转化为化学能，流程②是将电能转化为光能

D. 流程①是将太阳能转化为电能，流程②是将化学能转化为光能

(2)为使额定电压为3.3V的LED发光二极管正常工作，应将_____个LED发光二极管串联才能安全使用。

(3)如图乙所示，一般情况下关于控制开关S的接通状态下列说法正确的是（_________）

A.白天S与a接通，夜晚S与b接通   B.白天S与a接通，夜晚S与c接通

C.白天S与b接通，夜晚S与c接通   D.白天S与c接通，夜晚S与a接通

(4)这种LED发光二极管的电压从2.5V变化到3.6V时，LED的电功率增加了________W。

(5)下列哪一幅图像所反映的关系符合LED发光二极管的特征？ （________）

A. B. C. D.

Answer

C 8 B 3.215 B

【解析】

(1)据题目的实际判断出能量的转化过程即可；

(2)据串联电路中电压的规律分析即可判断；

(3)当开关与b点接触时，LED灯才接入电路；当开关与a点接触时，LED灯处于断路状态；

(4)知道LED灯的电压和电流，由可求出电功率，然后将两个电功率值相减，得出增加的电功率；

(5)根据表中数据，分析LED灯两端电压和通过灯泡电流的关系，确定正确的图象。

(1)[1]由图可知，流程①是太阳能电池板对蓄电池充电的过程，是将电能转化为化学能，储存在电池中；流程②蓄电池给灯泡供电过程，是将化学能转化为电能；故C正确；

(2)[2]由于太阳能电池板产生的电压较大，而LED发光二极管是一种半导体器件，它工作电压低(2∼4V)，所以将它们串联接在电路中，则串联的个数：

（进一法）；

(3)[3]由图可知，当开关S与a点接触时，太阳能电池板对蓄电池充电，此时LED灯断路，不工作；当开关S与c点接触时，LED灯才接入电路正常工作；所以白天S与a接通，夜晚S与c接通，故B正确；

(4)[4]当电压为3.3V时，电流为380mA，LED的电功率：

，

当电压为3.5V时，电流为690mA，此时LED的电功率：

，

LED增加的电功率：

；

(5)[5]根据表中数据可知，当电压在2V或低于2V时，通过灯泡的电流为0，即此时电阻趋向无穷大；在电压超过2V后，电流随电压的增大而迅速增大，由欧姆定律可知，二极管的电阻逐渐减小，故B正确。