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图(甲)是一种常见的手压式发电LED手电筒示意图,它的头部有3个同型号的LED(其正常工作电压都为3V,求

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/27 15:14:52
图(甲)是一种常见的手压式发电LED手电筒示意图,它的头部有3个同型号的LED(其正常工作电压都为3V,求
27、发光二极管LED是一种固态的半导体器件,它可以直接把电能转化为光能.它广泛应用于日常生活,如家电指示灯、汽车后防雾灯等.LED的最显著特点是使用寿命长,能连续使用15000小时;电光转换效率高,LED光源比白炽灯节电87%、比荧光灯节电50%.一般来说LED的工作电压是2V—3.6V,工作电流是0.02A—0.03A.

手压式发电LED手电筒——它采用超光亮的LED发光体代替一般的灯泡,能见度达一英里.用手轻压手电筒压把,压把带动其内部发电机转动,发电机便发电使LED发出高亮光线.长期使用能增强手的握力,促进血液循环,有强身健体的功效,深受人们的喜爱.

上图(甲)是一种常见的手压式发电LED手电筒示意图,它的头部有3个同型号的LED(其正常工作电压都为3V),如上图(乙).为了方便人们的使用,还设计了一个选择按钮(相当于单刀双掷开关)S,S打在1处可发电照明,S打在2处可用自带电池(电压为3V)供电照明.

(1)根据上述材料介绍,请在图(丙)中正确连接此手电筒的内部电路图.(说明:图中F表示发电机,  表示LED)

(2)小明在使用此手电时,把S打在1处,用力按压把,若每分钟90次,每次用力平均为10 N,压把每次下压的距离为2cm,那么小明对压把做功的功率为多大?

(3)当小明按以上方式使用此手电时,测得LED两端的电压为3V ,LED中的电流都是30mA,求:手电筒LED的总功率是多少?

(4)“能源效率”简称“能效”,按物理学的观点,是指在能源利用中,获得的有用的能量与实际消耗的能源量之比.若LED在电光转换过程中,电能有90%转化为光能,则小明以按压方式使用此手电在整个能量转化过程中的能效为多大?
 

最好有解析
(1)图三个LED是并联的 (2)因 W0=Fs=……=0.2J则 W=nW0=……=18J故 P=W/t==0.3W   
(3)因三个LED是并联则 P0=UI=……=0.09W故 P总=3P0=……=0.27W(4)“能效”——用η表示又 P光=90%P总=……=0.243W由 P=W/t   得 W=Pt则 η=W光/W=P光/P=……=81% 仅供参考!有疑再问!