Question

2010年世博会全面使用一种名叫LED灯的新型节能灯．使用LED灯比旧式灯泡节能90%，且发出光的颜色会随电压的变化而变化（见下表）．图乙是世博会的吉祥物--“海宝”，夜晚在LED灯的照射下，能呈现出不同的颜色，形象十分可爱．

LED灯两端电压（V）	流过LED灯电流（mA）	LED灯的颜色
1.8	20	红
2.4	20	黄
3.2	20	蓝

（1）根据表中数据，当LED灯发出红光时，消耗的电功率是______瓦．
（2）把一个LED灯接入如上图甲所示的电路中，已知电源电压为5伏且保持不变，电阻R为90欧姆．闭合开关后，毫安表（比安培表更精确的电流表）的读数为20毫安，通过计算说明此时LED灯发出什么颜色的光？
（3）有一座“海宝”的质量为2.0×10³千克，与水平地面的接触面积为0.4米²，求此“海宝”对地面的压强（g取10牛/千克）．

Answer 1

解：（1）由图可知，LED灯发红光时，电压为U=1.8V，电流为I=0.02A．则灯泡消耗的功率P=UI=1.8V×0.02A=0.036W；
故答案为：0.036．
（2）由I=得U_R=IR=0.02A×90Ω=1.8V，
U_LED=5V-1.8V=3.2V，
查表得LED灯发出蓝光．
答：此时LED灯发出蓝光．
（3）F=G=mg=2.0×10³Kg×10N/kg=2.0×10⁴N，
P==，
=5×10⁴Pa．
答：此“海宝”对地面的压强5×10⁴Pa．
分析：（1）由表中数据可知当发红光时LED两端的电压及通过灯的电流，故由功率公式可求得电功率；
（2）由欧姆定律可求得电阻R两端的电压，则由串联电路的规律可求得灯两端的电压，则由上表可知灯的颜色；
（3）由物体的质量可求得物体对地面的压力，则由压强公式可求得“海宝”对地面的压强．
点评：本题考查学生在生活实践中物理知识的应用，应注意合理地构建物理模型，灵活地选择物理规律和公式解答问题．