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题型:科普阅读题 题类: 难易度:普通

北京三十五中2023-2024学年九年级上学期期中物理试题

请阅读《LED灯》并回答问题。

LED灯

LED是英文lightemittingdiode(发光二极管)的缩写,是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件,它可以直接把电能转化为光能,LED的心脏是一个半导体的晶片,半导体晶片由两部分组成,一部分是P型半导体(称为P区),另一部分是N型半导体(称为N区),在P区和N区之间有一个过渡层,称为P﹣N结,整个晶片被环氧树脂封装起来,如图1所示。当电流从正极流入晶片的时候,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合。然后就会以光子的形式发出能量,这就是LED灯发光的原理,如果电流从负极流入晶片则LED不发光,LED具有单向导电性。光的波长也就是光的颜色,是由形成P﹣N结的材料决定的。如图2所示,为一条可以发出不同颜色的LED灯带。

20世纪60年代,科技工作者研制成功了LED发光二极管,经过近30年的发展,大家十分熟悉的LED,已能发出红、橙、黄、绿、蓝等多种色光,然而照明实用的白色光LED仅在2000年以后才发展起来。LED灯相比于白炽灯和节能灯而言,突出的优势可以概括为:一是节能,白光LED的能耗仅为白炽灯的 , 为节能灯的;二是LED灯的寿命长,正常情况下LED灯的使用寿命可达到数个万小时。

LED技术进步日新月异,它的发光效率正在取得惊人的突破,价格也在不断的降低。一个白光LED进入家庭的时代正在迅速到来。

请根据上述材料,回答下列问题。

(1)LED灯主要是一种器件;

(2)LED灯跟普通光源相比,优势为(写出一条即可);

(3)小明把一个LED灯和零刻度线在表盘中央的电流表串联后连接在电压为3V的电源两端,观察到电流表有示数且LED灯发光,如图3甲所示。然后他把电源的正负极互换位置,发现电流表无示数且LED灯不发光,如图3乙所示,根据这两次实验的实验现象,可以得出的结论是

举一反三
阅读短文。

第四代电光源——LED光源

如图甲是时下较为流行的LED手电筒和LED吸顶灯,它的主要部分是高亮度白色发光二极管,这种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,是极具发展前途的新光源。LED的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的器件,因而其发光效率较高,是新一代固体冷光源,将逐步取代传统光源,图乙是LED的元件实物及符号。由于二极管具有单向导电性,使用时必须将它的正极与电源正极相连,二极管才能处于导通状态,否则处于截止状态,利用图丙所示电路可以研究发光二极管的工作特性:把一个正常工作时电压为3V的LED接入电源电压恒为3.25V的电路,闭合开关S,LED即处于导通状态,调节变阻器滑片,改变LED两端的电压和电路中电流,记录多组电压、电流数据,可以得到电压表与电流表示数关系,如丁所示。回答下列问题:

(1)LED灯主要由{#blank#}1{#/blank#}(导体/半导体/超导体)材料制成;它之所以节能,被称为冷光源,是因为它消耗相同电能时产生的内能较白炽灯{#blank#}2{#/blank#}(多/少);

(2)如图戊是白炽灯与LED灯正常工作时,将电能转化为光能和内能的比例饼状图,LED灯的发光效率为{#blank#}3{#/blank#};

(3)在图丙中,闭合S,调节滑动变阻器,使LED正常发光;断开S,改变LED的正负极后再闭合S,LED{#blank#}4{#/blank#}(能/不能)发光;此时电压表的示数为{#blank#}5{#/blank#}V,电流表的示数为{#blank#}6{#/blank#}A。

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