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30.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。

  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LED与50Ω的定值电阻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S,R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?


答案与解析:

  30.(1)0.15A  (2)LED灯两端的电压为3.2V,发出蓝颜色的光  (3)52.8J

  试题分析:(1)手电筒正常工作时的总电流I=5×30mA=0.15A。

  (2)定值电阻两端的电压U1=I1R=20mA×50Ω=1V,

  LED灯两端的电压UL1=4.2V-1V=3.2V,由表格可知,LED灯将发出蓝色的光。

  (3)电路中的电流

  R两端的电压U2=I2R=0.04A×50Ω=2V,

  LED灯两端的电压UL2=4.2V-2V=2.2V,

  通电10min消耗的电能W=UL2I2t=2.2V×0.04A×600s=52.8J。

  考点:并联电路的电流特点  串联电路的电压特点 电功