Question

【題目】閱讀短文《第四代電光源﹣LED光源》，并回答問題

近年來，國家鼓勵使用LED燈，其發光原理與白熾燈先發熱后發光的原理截然不同，是直接把電能轉換成光能，它的主要部分是高亮度白色發光二極管，主要由硅、砷等半導體材料制成，具有光效高、耗電少，壽命長、易控制、免維護、安全環保等優點，是繼白熾燈、鹵素燈和節能熒光燈后新興的第四代電光源．

利用如圖甲所示的電路可以研究發光二極管的單向導電的特性；首先把一個額定電壓為3V的LED接入電源電壓恒為4.5V的電源正極相連后接入電路，閉合開關S，LED即處于導通狀態，將滑動變阻器滑片從最右端向左調節，改變LED兩端的電壓和電路中電流，記錄多組相關數據并繪制出圖乙所示的圖象，然后斷開S，改變電源的正負極后再閉合，LED處于斷電狀態．

（1）LED燈主要由硅、砷等________材料制成；它之所以節能，被稱為冷光源，是因為電熱轉換損耗的能量較白熾燈________（高/低）；

（2）在圖甲中，閉合開關S，為使LED兩端電壓不超過3V，則滑動變阻器接入電路的最小阻值為________Ω；斷開S，改變電源的正負極后再閉合S，LED處于________ 狀態．

（3）某個家庭原來全部用白熾燈來照明，平均每月照明用電50kWh，現全部改用LED燈．相同情況下可節能約70%．已知每消耗l度電相當于排入1.1kg的二氧化碳，則改用LED燈后，這個家庭平均每月能減排二氧化碳約________ kg．

Answer 1

【答案】半導體低75斷開38.5

【解析】

（1）從材料中可知LED燈由哪些材料制成，可知這些材料的特點；
（2）分析電路圖，LED與變阻器R'串聯，電壓表測LED兩端電壓，從圖乙中得到電壓為3V時對應的電流，根據串聯電路電壓的規律得到變阻器兩端的電壓，根據歐姆定律得到變阻器接入電路的電阻；根據LED的單向導電性，判斷電路所處的狀態；
（3）根據效率得到全部改用LED燈后的節約的電能，計算減少排放的二氧化碳的質量。

（1）發光二極管主要由硅、砷等半導體材料制成，具有光效高、耗電少，壽命長、易控制、免維護、安全環保等優點， LED燈主要由半導體材料制成；節能被稱為冷光源，是因為電熱轉換損耗的能量較白熾燈低；

（2）由圖可知，LED與變阻器R'串聯，電壓表測LED兩端電壓；當ULED=3V時，由乙圖可知電路中的電流I=20mA=0.02A，此時變阻器接入電路的電阻最小，R'兩端電壓：，變阻器接入電路的最小阻值：；

（3）全部改用LED燈后節約電能 ，可減排二氧化碳的質量：。