Question

11．國(guó)家大力提倡節(jié)能減排，LED燈逐漸替代了白熾燈．某同學(xué)收集了LED燈與白熾燈的相關(guān)參數(shù)：

	LED燈	白熾燈
額定電壓	24V	220V
額定電功率	12W	100W
使用壽命	40000h	2000h
紫/紅外線輻射	無	有
單價(jià)	40元	2元
亮度	正常工作時(shí)照明亮度相同

（1）“220V 100W”白熾燈正常發(fā)光時(shí)的電阻是多少Ω？
（2）一盞100W的白熾燈工作10小時(shí)消耗的電能，可供一盞24W的LED燈工作多長(zhǎng)時(shí)間？
（3）分析白熾燈發(fā)光效率低的原因．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出白熾燈正常發(fā)光時(shí)的電阻；
（2）根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出白熾燈工作10小時(shí)消耗的電能，再根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出LED燈工作的時(shí)間；
（3）結(jié)合能量的轉(zhuǎn)化情況分析兩燈的發(fā)光效率，進(jìn)一步得出答案．

解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，白熾燈正常發(fā)光時(shí)的電阻：
R_白熾燈=$\frac{{{U}_{白熾燈}}^{2}}{{P}_{白熾燈}}$=$\frac{（220V）^{2}}{100W}$=484Ω；
（2）白熾燈功率P_白熾燈=100W=0.1kW，LED燈功率P_LED=24W=0.024kW
由P=$\frac{W}{t}$可得，白熾燈10h消耗的電能：
W=P_白熾燈t_白熾燈=0.1kW×10h=1kW•h，
可供一盞24W的LED燈工作的時(shí)間
t_LED=$\frac{W}{{P}_{LED}}$=$\frac{1kW•h}{0.024kW}$≈41.7h；
（3）與LED燈相比，白熾燈消耗的電能，是先轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，然后由燒熱的燈絲再發(fā)光，在這個(gè)過程中大部分能量以熱量散發(fā)掉，真正轉(zhuǎn)化為光能的是少部分，所以白熾燈發(fā)光效率低．
答：（1）“220V 100W”白熾燈正常發(fā)光時(shí)的電阻是484Ω；
（2）一盞100W的白熾燈工作10小時(shí)消耗的電能，可供一盞24W的LED燈工作41.7h；
（3）在發(fā)光過程中以熱量和紫/紅外線輻射的形式散發(fā)掉一部分能量．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電功率公式、電功公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵能從表格中得到有用的信息，知道用電器正常工作時(shí)的功率和額定功率相等．