Question

4．发光二极管简称LED，是利用半导体材料制作的，因其节能、高效，逐渐进入千家万户．如图2所示是小华家的客厅LED吸顶灯，其参数如图1．

（1）当12个灯头部打开时，总功率为72W，此时通过开关的电流是多少？
（2）如果客厅灯全部打开，每天平均使用3小时，则每月（30天）客厅灯要消耗多少度电？
（3）上世纪60年代以来，红色、绿色LED被广泛应用．1993年蓝色LED的发明，使得蓝光LED成为可能．这是继白炽灯、节能灯之后照明技术的又一大发明，所以诺贝尔评委会在为“蓝色LED”颁奖时指出其“将点亮21世纪”．请你从物理的角度谈谈发明蓝色LED的意义．

Answer 1

分析 LED灯是利用半导体材料制作的．
（1）已知灯泡总功率，利用I=$\frac{P}{U}$得到通过开关的电流；
（2）已知吸顶灯总功率和每天工作时间，利用公式W=Pt得到吸顶灯一个月消耗的电能；
（3）蓝光LED相对于传统的白炽灯、节能灯发光更均匀效率更高，具有更节能、环保的特征．

解答 解：
发光二极管是利用半导体材料制成的，简称LED；
（1）因为P=UI，
所以通过开关的电流为I=$\frac{P}{U}$=$\frac{72W}{220V}$≈0.33A；
（2）因为P=$\frac{W}{t}$，
所以每月客厅灯消耗的电能为W=Pt=0.072kW×30×3h=6.48kW•h；
（3）蓝光LED相对于传统的白炽灯、节能灯具有更节能、环保的特征．
答：半导体；
（1）通过开关的电流是0.33A；
（2）每月客厅灯消耗的电能为6.48kW•h；
（3）蓝光LED相对于传统的白炽灯、节能灯具有更节能、环保的特征．

点评 此题以LED灯为素材，分别考查了半导体材料的应用、电功率、电能有关公式及其变形，体现了物理规律与社会生活的密切联系，是一道综合题．