在世博会上有9个展馆大量运用了LED（LightEmittingDiode），LED就是发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光．如果LED替代半数的白炽灯和荧光灯，每年可节约相当于60

Question

在世博会上有9个展馆大量运用了LED（Light Emitting Diode），LED就是发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光．如果LED 替代半数的白炽灯和荧光灯，每年可节约相当于60 亿升原油的能源，相当于五个1.35×10⁶kW 核电站的发电量，并可减少二氧化碳和其它温室气体的产生，改善人们生活居住的环境．小明同学觉得很感兴趣，拆开了自己新买的LED节能手电筒，发现灯头里有2只相同规格的LED灯泡．
（1）你认为LED光源有什么好处？
（2）请你帮小明判断一下2只LED灯泡是怎样连接的？写出判断方法．
（3）小明拆下其中一只LED灯泡，用精密电表测出几组电流、电压值，并描绘出该灯泡的电流随电压变化图线，此LED灯泡的电流与电压的关系是否符合欧姆定律？为什么？
（4）小明将这只LED灯泡和滑动变阻器串联接到4.4V的电源上，用电压表与滑动变阻器并联，若LED灯泡允许通过的最大电流30mA，为了灯泡的安全，求滑动变阻器允许接入电路的最小电阻以及此时电源的总功率． 

Answer 1

（1）阅读题目中的文字和表格可以发现，LED灯和白炽灯相比有明显的优点：在光照强度相同的情况下，LED灯不必要达到很高的温度就能发光，电能基本上不转化成内能，几乎全部转化光能，因而发光效率高；所以如果LED 替代半数的白炽灯和荧光灯，每年可节约相当于60 亿升原油的能源，相当于五个1.35×10⁶kW 核电站的发电量，并可减少二氧化碳和其它温室气体的产生，改善人们生活居住的环境．故优点是：发光效率高、节能降耗，减少二氧化碳和其它温室气体的产生．
答：LED光源好处有：发光效率高、节能降耗，减少二氧化碳和其它温室气体的产生．
（2）使用电压表测量电源电压和任意一个LED灯两端的电压，然后比较即可；
若电源电压与每个LED灯两端的电压相等，则是并联，若电源电压大于每个LED灯两端的电压，它们是串联．
（3）由图象中的I-U的图线可知，不是一条直线，即电阻是变化的，但电流的大小在不同的电压下仍然与当时的阻值成反比，欧姆定律仍然符合，只是当导体中有电流通过时，导体都要发热，且电流越大，温度越高．LED导体的温度越高，导体的电阻就越小．
答：符合；只是LED导体温度的变化，使导体的电阻发生了变化．
（4）由图象可知若LED灯泡允许通过的最大电流30mA时灯泡两端允许接的最大电压为3.5V，又电源电压为4.4V，所以串联的滑动变阻器R₀两端的电压U₀=U-U_L=4.4V-3.5V=0.9V，
∴R₀=(U0)/(IL)=(0.9V)/(0.03A)=30Ω，
∴P=UI_L=4.4V×0.03A=0.132W．
答：滑动变阻器允许接入电路的最小电阻为30Ω，此时电源的总功率为0.132W．