Question

（2010?內(nèi)江）如圖所示，是黑光誘蟲燈的結(jié)構(gòu)示意圖．其結(jié)構(gòu)和工作原理與普通的日光燈相同，只是燈管的材料和內(nèi)壁上所涂的熒光粉不同，并在燈管外側(cè)加了一層高壓電網(wǎng)殺滅害蟲．黑光誘蟲燈在正常工作時，會發(fā)出波長為400nm的“光”，這種“光”，人眼看不見，但一些害蟲卻看得見．則：
（1）黑光誘蟲燈發(fā)出的這種“光”的頻率為多少？
（2）通常一盞“220V 40W”的黑光誘蟲燈可以用來誘殺害蟲的地面面積為200m²，小胖同學(xué)的家中今年承包了2.4×10⁴ m²的果園，他家要在果園中安裝一定數(shù)目的這種黑光誘蟲燈，使它們誘殺害蟲的范圍能覆蓋整個果園．如果用家庭電路供電，那么向這些黑光誘蟲燈供電的整個電路的總電流至少為多大？
（3）如果在小胖家果園里安裝的這些黑光誘蟲燈，每年工作l20天，每天工作8h，那么，這些黑光誘蟲燈每年消耗的電能至少為多少焦耳？（結(jié)果保留一位小數(shù)）

Answer 1

分析：（1）已知波長和光的傳播速度，根據(jù)波長等于速度除以頻率即可求出頻率；
（2）先根據(jù)P=UI的變形公式即可求出燈泡正常工作時的電流；然后根據(jù)一盞燈泡誘殺害蟲的地面面積和總面積可求出燈泡的總數(shù)，再根據(jù)并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和即可求出整個電路的總電流；
（3）接根據(jù)W=UIt和每年工作的天數(shù)即可求出黑光誘蟲燈每年消耗的電能．

解答：解：（1）∵λ=

v

f

∴頻率：f=

v

λ

=

3×108m/s

400×10-9m

=7.5×10¹⁴Hz；
（2）∵P=UI，U=220V，P=40W
∴“220V 40W”的黑光誘蟲燈正常工作時的電流：
I=

P

U

=

40W

220V

=

2

11

A，
因為一盞“220V 40W”的黑光誘蟲燈可以用來誘殺害蟲的地面面積為200m²，所以要誘殺害蟲的地面面積為2.4×10⁴m²的，整個電路的總電流：
I_總=

2.4×104m2

200m2

×

2

11

A≈21.8A．
（3）黑光誘蟲燈每年消耗的電能至少為：W=120×UIt=120×220V×21.8A×8×3600s≈1.7×10¹⁰J．
答：（1）黑光誘蟲燈發(fā)出的這種“光”的頻率為7.5×10¹⁴Hz；
（2）黑光誘蟲燈供電的整個電路的總電流至少為21.8A；
（3）黑光誘蟲燈每年消耗的電能至少為1.7×10¹⁰J．

點(diǎn)評：本題綜合能力較強(qiáng)，考查的知識點(diǎn)很多，有一定難度．這要求學(xué)生多讀多了解物理知識在生活中的應(yīng)用情況．