Question

電子滅蚊燈是利用物理方法滅蚊的一種環(huán)保型滅蚊工具，其工作原理是利用蚊子的趨光性，用高效誘蚊燈管發(fā)出的光將蚊子吸引到滅蚊燈的高壓電網(wǎng)而使其觸電身亡．
（1）設(shè)滅蚊燈中的燈管額定功率為P，正常工作時約有5%的電能轉(zhuǎn)化為光能，光能中約有40%是頻率為f的紫光．求燈管每秒鐘發(fā)出多少個該頻率的紫光光子．（已知普朗克恒量為h）
（2）如圖所示，是滅蚊燈高壓電網(wǎng)的工作電路示意圖，變壓器將220V的交流電壓變成高壓，輸送給高壓電網(wǎng)，電網(wǎng)相鄰兩電極間距離為0.5cm，空氣在常溫下被擊穿的臨界電場強度為3110V/mm，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(shù)比n₁：n₂應(yīng)滿足什么條件？

Answer 1

分析：根據(jù)能量守恒求黑光燈每秒鐘向外輻射多少個該頻率的紫光光子，根據(jù)變壓器的原理：電壓與匝數(shù)成正比求匝數(shù)之比．

解答：解：（1）N=

P×5%×40%

hf

=

0.02P

hf

；
（2）空氣被擊穿時，兩電極間的電壓U_2m=3110×5=15550V，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比知為防止兩電極間空氣被擊穿而造成短路，
U₁=220V，U₂＜15550V，

n1

n2

=

U1

U2

＞

22

1555

答：每秒鐘發(fā)出

0.02P

hf

個該頻率的紫光光子，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(shù)比大于

22

1555

．

點評：本題主要考查了變壓器的變壓原理；電壓與匝數(shù)成正比．