Question

【题目】阅读短文《第四代电光源﹣LED光源》，并回答问题

近年来，国家鼓励使用LED灯，其发光原理与白炽灯先发热后发光的原理截然不同，是直接把电能转换成光能，它的主要部分是高亮度白色发光二极管，主要由硅、砷等半导体材料制成，具有光效高、耗电少，寿命长、易控制、免维护、安全环保等优点，是继白炽灯、卤素灯和节能荧光灯后新兴的第四代电光源．

利用如图甲所示的电路可以研究发光二极管的单向导电的特性；首先把一个额定电压为3V的LED接入电源电压恒为4.5V的电源正极相连后接入电路，闭合开关S，LED即处于导通状态，将滑动变阻器滑片从最右端向左调节，改变LED两端的电压和电路中电流，记录多组相关数据并绘制出图乙所示的图象，然后断开S，改变电源的正负极后再闭合，LED处于断电状态．

（1）LED灯主要由硅、砷等________材料制成；它之所以节能，被称为冷光源，是因为电热转换损耗的能量较白炽灯________（高/低）；

（2）在图甲中，闭合开关S，为使LED两端电压不超过3V，则滑动变阻器接入电路的最小阻值为________Ω；断开S，改变电源的正负极后再闭合S，LED处于________ 状态．

（3）某个家庭原来全部用白炽灯来照明，平均每月照明用电50kWh，现全部改用LED灯．相同情况下可节能约70%．已知每消耗l度电相当于排入1.1kg的二氧化碳，则改用LED灯后，这个家庭平均每月能减排二氧化碳约________ kg．

Answer 1

【答案】半导体低75断开38.5

【解析】

（1）从材料中可知LED灯由哪些材料制成，可知这些材料的特点；
（2）分析电路图，LED与变阻器R'串联，电压表测LED两端电压，从图乙中得到电压为3V时对应的电流，根据串联电路电压的规律得到变阻器两端的电压，根据欧姆定律得到变阻器接入电路的电阻；根据LED的单向导电性，判断电路所处的状态；
（3）根据效率得到全部改用LED灯后的节约的电能，计算减少排放的二氧化碳的质量。

（1）发光二极管主要由硅、砷等半导体材料制成，具有光效高、耗电少，寿命长、易控制、免维护、安全环保等优点， LED灯主要由半导体材料制成；节能被称为冷光源，是因为电热转换损耗的能量较白炽灯低；

（2）由图可知，LED与变阻器R'串联，电压表测LED两端电压；当ULED=3V时，由乙图可知电路中的电流I=20mA=0.02A，此时变阻器接入电路的电阻最小，R'两端电压：，变阻器接入电路的最小阻值：；

（3）全部改用LED灯后节约电能 ，可减排二氧化碳的质量：。