Question

（2011?棗莊）發光二極管是一種發展前景非常好的高亮度節能照明燈具，并在2010年上海世博會上得到了大量的使用．學校電子制作興趣小組用“2.5V，10mA”的發光二極管制作一個可以調節亮度的手電筒，電源電壓是4.5V，電路如圖所示：
（1）發光二極管正常發光時消耗的電功率是多少？此時，變阻器連入電路的阻值是多少？
（2）實驗發現，3只發光二極管正常發光的亮度與1只“2.5V，0.3A”的小燈泡正常發光時的亮度相當，試計算在正常發光的情況下，小燈泡和發光二極管亮度相當時，小燈泡的電功率是發光二極管電功率的幾倍？

Answer 1

分析：（1）根據發光二極管的銘牌可知額定電流和額定電壓，根據P=UI求出正常發光時消耗的電功率；再根據串聯電路的電壓特點求出變阻器兩端的電壓，最后利用歐姆定律求出變阻器連入電路的阻值．
（2）根據P=UI求出小燈泡的電功率，然后求出與3只發光二極管正常發光電功率比值即可．

解答：解：（1）正常發光時消耗的電功率為P_LED=U_LEDI=2.5V×0.01A=0.025W，
變阻器兩端的電壓為U′=U-U_LED=4.5V-2.5V=2V，
變阻器接入電路的電阻R=

U′

I

=

2V

0.01A

=200Ω；
（2）小燈泡的電功率為P_燈=U_燈I_燈=2.5V×0.3A=0.75W，
3只發光二極管正常發光電功率為P_總=3P_LED=3×0.025W=0.075W
所以

P燈

P總

=

0.75W

0.075W

=10，
即小燈泡的電功率是發光二極管電功率的10倍．
答：（1）發光二極管正常發光時消耗的電功率為0.025W，變阻器連入電路的阻值為200Ω；
（2）小燈泡的電功率是發光二極管電功率的10倍．

點評：本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率的計算，關鍵是公式及規律的靈活運用．