Question

6．如圖為某小區(qū)地下停車場使用的一種聲控雙亮度LED照明燈的電路示意圖，其中電阻R為定值電阻，S為聲控延時開關(guān)，對燈起到控制作用，當(dāng)有人、車通過時，燈光的亮度大，沒有人、車通過時，燈的亮度小，因其能很好的節(jié)省能源而深受歡迎．該款照明燈燈管相關(guān)參數(shù)如表所示：

項目	參數(shù)
長度/mm	1200
直徑/mm	26
工作電壓/V	220/85
功率/W	44/8.5

（1）該款照明燈工作時將電能主要轉(zhuǎn)化為光能，當(dāng)有人時，聲控開關(guān)S應(yīng)處于閉合狀態(tài)．
（2）當(dāng)照明燈以最大功率工作時，電路中的電流是多少？
（3）定值電阻R的阻值是多少？
（4）西安市區(qū)居民用電電費(fèi)為0.5元/度，若該地下停車場共有500盞這樣的照明燈，平均每盞燈每天在無人、車的狀態(tài)下工作時間為10h，與使用普通44W照明燈相比，該地下車庫每個月節(jié)省電費(fèi)多少元？（一個月按30天計算）

Answer 1

分析 （1）LED燈工作時將電能主要轉(zhuǎn)化為光能；當(dāng)有人、車通過時燈光的亮度大，通過的電流較大，實際功率較大，結(jié)合電路圖判斷聲控開關(guān)S的狀態(tài)；
（2）由表格可知照明燈的最大功率和工作電壓，根據(jù)P=UI求出電路中的電流；
（3）聲控開關(guān)S斷開時，R與照明燈串聯(lián)，由表格數(shù)據(jù)可知照明燈的較小功率和電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電流特點(diǎn)和P=UI求出電路中的電流，再根據(jù)歐姆定律求出R的阻值；
（4）知道平均每盞燈每天在無人、車的狀態(tài)下工作時間和對應(yīng)的功率，與普通44W照明燈的功率之差即為每天可節(jié)約電能的功率，根據(jù)W=Pt求出一個月節(jié)約的電能，然后求出節(jié)約的電費(fèi)．

解答 解：（1）LED燈工作時將電能主要轉(zhuǎn)化為光能；
當(dāng)有人、車通過時燈光的亮度大，通過的電流較大，實際功率較大，由電路圖可知，聲控開關(guān)S應(yīng)閉合；
（2）由表格可知，照明燈的最大功率P_大=44W，工作電壓U_大=U=220V，
由P=UI可得，電路中的電流：
I=$\frac{{P}_{大}}{{U}_{大}}$=$\frac{44W}{220V}$=0.2A；
（3）聲控開關(guān)S斷開時，R與照明燈串聯(lián)，
由表格數(shù)據(jù)可知，照明燈的功率P_小=8.5W，工作電壓U_小=85V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R兩端的電壓：
U_R=U-U_小=220V-85V=135V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，由P=UI可得，電路中的電流：
I′=$\frac{{P}_{小}}{{U}_{小}}$=$\frac{8.5W}{85V}$=0.1A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，R的阻值：
R=$\frac{{U}_{R}}{I′}$=$\frac{135V}{0.1A}$=1350Ω；
（4）平均每盞燈每天在無人、車的狀態(tài)下工作時間為10h，
每盞燈可節(jié)約電能的功率P=44W-8.5W=35.5W=0.0355kW，
由P=$\frac{W}{t}$可得，該地下車庫每個月可節(jié)約的電能：
W=Pt=0.0355kW×10h×30×500=5325kW•h=5325度，
該地下車庫每個月節(jié)省電費(fèi)：5325度×0.5元/度=2662.5元．
答：（1）光；閉合；
（2）當(dāng)照明燈以最大功率工作時，電路中的電流是0.2A；
（3）定值電阻R的阻值是1350Ω；
（4）該地下車庫每個月節(jié)省電費(fèi)2662.5元．

點(diǎn)評 本題考查了電功率公式和串聯(lián)電路的特點(diǎn)以及歐姆定律、電功公式的應(yīng)用，根據(jù)題意判斷出兩種情況下聲控開關(guān)的狀態(tài)是關(guān)鍵．