小明发现他家的电源插排上有多个指示灯，如图&甲所示．小明将电源插排拆开后发现，每个指示灯实际上是一个发光二极管，每个发光二极管和一个定值电阻串联后接在220V的电源上．&&&&&&他通过查阅资料得知，发光二极管的结构与普通二极管相似，由一个PN结构成，具有单向导电性．当在发光二极管上加正向电压时，发光二极管导通并发光；当加反向电压时，发光二极管截止（电阻可视为无穷大）且不发光．如果将发光二极管D和电阻R接在如图乙所示的正弦交流电路中，只有在交流电压正半周期时，发光二极管导通，在负半周期时不导通．并可以证明：若用UD表示发光二极管导通时其两端的电压，当所加的交流电压为 U 时，电阻 R上的电压为UR=U-UD≈0.45U-UD，实际上交流电压值是变化的，其瞬时可达到的最大值约为U，查表可知发光二极管正常发光时其两端的电压约为2V，通过它的电流约为l0mA，计算时忽略发光二极管发光过程中消耗功率的变化．（1）为了保证发光二极管的安全，需要串联一个多大阻值的定值电阻？（2）此时发光二极管和定值电阻消耗的总功率为多大？（3）如果我国有一亿个家庭每天使用带有一个发光二极管指示灯的插排，每天工作24小时，那么我国每年（按365天计算）要损耗多少度电？（4）根据此现象警示我们平时要如何节约用电？
（1）先根据题意求出电阻两端的最大电压，再根据欧姆定律和串联电路的电流特点求出定值电阻的阻值．（2）先根据题意求出此时电阻两端的电压，再根据P=2R求出电阻消耗的电功率，根据P=UI求出发光二极管消耗的功率，两者之和即为此时发光二极管和定值电阻消耗的总功率．（3）根据W=Pt求出求出我国每年要损耗的电能．（4）根据以上结果可知，我们可以从通电时间着手进行解答．
解：（1）因电阻与二极管串联，所以通过二者的电流均为I=10mA=0.01A，电阻两端的最大电压UR=U-UD=×220V-2V≈309V，定值电阻的阻值R=RI==3.09×104Ω．（2）加在电阻上的电压UR=0.45U-UD=0.45×220V-2V=97V，电阻所消耗的功率PR==23.09×104Ω≈0.3W，发光二极管消耗的功率PD=UDI=2×0.01W=0.02W，所以，发光二极管和定值电阻消耗的总功率：P总=PR+PD=0.32W．（3）消耗电能：W总=P总t=108×0.32×10-3KW×365×24h=2.8×108KWh．（4）当电源插排不用时，及时关闭电源插排上的开关，或拔掉电源插头．答：（1）为了保证发光二极管的安全，需要串联一个约3.09×104Ω的定值电阻；（2）此时发光二极管和定值电阻消耗的总功率约为0.32W；（3）我国每年约要损耗2.8×108KWh的电能；（4）当电源插排不用时，及时关闭电源插排上的开关，或拔掉电源插头．（合理即可）& 知识点 & “小明发现他家的电源插排上有多个指示灯，如...”习题详情
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小明发现他家的电源插排上有多个指示灯，如图&甲所示．小明将电源插排拆开后发现，每个指示灯实际上是一个发光二极管，每个发光二极管和一个定值电阻串联后接在220V的电源上．&&&&&&他通过查阅资料得知，发光二极管的结构与普通二极管相似，由一个PN结构成，具有单向导电性．当在发光二极管上加正向电压时，发光二极管导通并发光；当加反向电压时，发光二极管截止（电阻可视为无穷大）且不发光．如果将发光二极管D和电阻R接在如图乙所示的正弦交流电路中，只有在交流电压正半周期时，发光二极管导通，在负半周期时不导通．并可以证明：若用UD表示发光二极管导通时其两端的电压，当所加的交流电压为 U 时，电阻 R上的电压为UR=2πU-UD≈0.45U-UD，实际上交流电压值是变化的，其瞬时可达到的最大值约为2U，查表可知发光二极管正常发光时其两端的电压约为2V，通过它的电流约为l0mA，计算时忽略发光二极管发光过程中消耗功率的变化．（1）为了保证发光二极管的安全，需要串联一个多大阻值的定值电阻？（2）此时发光二极管和定值电阻消耗的总功率为多大？（3）如果我国有一亿个家庭每天使用带有一个发光二极管指示灯的插排，每天工作24小时，那么我国每年（按365天计算）要损耗多少度电？（4）根据此现象警示我们平时要如何节约用电？　&
本题难度：
题型：解答题&|&来源：网络
分析与解答
习题“小明发现他家的电源插排上有多个指示灯，如图甲所示．小明将电源插排拆开后发现，每个指示灯实际上是一个发光二极管，每个发光二极管和一个定值电阻串联后接在220V的电源上．他通过查阅资料得知，发光二极管的结构与普通二...”的分析与解答如下所示：
（1）先根据题意求出电阻两端的最大电压，再根据欧姆定律和串联电路的电流特点求出定值电阻的阻值．（2）先根据题意求出此时电阻两端的电压，再根据P=U2R求出电阻消耗的电功率，根据P=UI求出发光二极管消耗的功率，两者之和即为此时发光二极管和定值电阻消耗的总功率．（3）根据W=Pt求出求出我国每年要损耗的电能．（4）根据以上结果可知，我们可以从通电时间着手进行解答．
解：（1）因电阻与二极管串联，所以通过二者的电流均为I=10mA=0.01A，电阻两端的最大电压UR=2U-UD=2×220V-2V≈309V，定值电阻的阻值R=URI=309V0.01A=3.09×104Ω．（2）加在电阻上的电压UR=0.45U-UD=0.45×220V-2V=97V，电阻所消耗的功率PR=U2RR=(97V)23.09×104Ω≈0.3W，发光二极管消耗的功率PD=UDI=2×0.01W=0.02W，所以，发光二极管和定值电阻消耗的总功率：P总=PR+PD=0.32W．（3）消耗电能：W总=P总t=108×0.32×10-3KW×365×24h=2.8×108KWh．（4）当电源插排不用时，及时关闭电源插排上的开关，或拔掉电源插头．答：（1）为了保证发光二极管的安全，需要串联一个约3.09×104Ω的定值电阻；（2）此时发光二极管和定值电阻消耗的总功率约为0.32W；（3）我国每年约要损耗2.8×108KWh的电能；（4）当电源插排不用时，及时关闭电源插排上的开关，或拔掉电源插头．（合理即可）
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等考点的理解。
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第18章 电功率
与“小明发现他家的电源插排上有多个指示灯，如图甲所示．小明将电源插排拆开后发现，每个指示灯实际上是一个发光二极管，每个发光二极管和一个定值电阻串联后接在220V的电源上．他通过查阅资料得知，发光二极管的结构与普通二...”相似的题目：
在“测定小灯泡功率”的实验中，所选用小灯泡的额定电压为2.5V．（1）请在图甲中将滑动变阻器连人电路，使之成为完整的电路．（2）小龙同学在连接完最后一根导线时，立即看到灯泡发出明亮的光．小龙同学的实验连线没有问题，但有两个操作不当之处，分别是：①&&&&；②&&&&．（3）当小灯泡正常发光时电流表的读数如图乙所示，此灯泡的额定功率是&&&&W．（4）小龙根据测量灯泡实际功率的多组实验数据，作出了I-U图象，如图丙所示．结果发现图线不是直线，这表明灯泡的电流与电压不成正比，其原因是&&&&．
一个导体，电阻为20欧姆，接在某一电源上，通过的电量为18库仑，电流做功108焦耳．该电源的电压是&&&&伏特．通过导体电流为&&&&，这段导体消耗的电功率是&&&&瓦特．
下列家用电器分别正常工作相同时间，消耗电能最多的是（　　）洗衣机白炽灯空调器电视机
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单项选择题二极管导通的条件是加在二极管两端的电压（）。
A、正向电压大于PN结的死区电压
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