Question

（2006?鎮江模擬）黑光燈是利用物理方法滅蛾殺蟲的-種環保型設備，它發出的紫色光能夠引誘害蟲飛近黑光燈，然后被黑光燈周圍的交流高壓電網“擊斃”．
（1）一只額定功率為P=20w的黑光燈正常工作時，約有5%的電能轉化為光能，光能中約有46%是頻率為γ=7×10¹⁴Hz的紫光．求黑光燈每秒鐘向外輻射多少個該頻率的紫光光子．（已知普朗克恒量為h=6.6×10^-34J?s，保留兩位有效數字）
（2）如圖是高壓電網的工作電路示意圖，變壓器將有效值為220V的交流電壓變成高壓，輸送到高壓電網，電網相鄰兩電極間距離為0.5cm．空氣在常溫常壓下被擊穿的臨界電場強度為6220V/cm，為防止兩電極間空氣被擊穿而造成短路，變壓器的初、次級線圈匝數比n₁：n₂應滿足什么條件？．

Answer 1

分析：根據能量守恒求光子個數，根據變壓器電壓與匝數成正比求匝數之比．

解答：解：（1）Pt×5%×40%=nhυ
n=

P

50hυ

=1.0×1018個
（2）空氣被擊穿時，兩電極間的電壓
U_2m=6220×0.5=3110V
由電壓與匝數成反比知n₁：n₂=220：3110=22；311
答：（1）每秒鐘向外輻射1.0×10¹⁸個光子．
（2）匝數比n₁：n₂=22；311

點評：本題主要考查了變壓器的構造和原理，知道電壓與匝數成正比，電流與匝數成反比．