Question

14．家庭照明既可以使用白熾燈，也可以使用節(jié)能燈或LED節(jié)能燈．小強同學(xué)從相關(guān)資料中了解到60W白熾燈、12W普通節(jié)能燈與5WLED節(jié)能燈的照明效果相當(dāng)．白熾燈的工作原理是將電能轉(zhuǎn)化成光能同時伴隨著熱量的釋放，將鎢絲加熱到非常高的溫度，白熾燈發(fā)光的同時伴隨著大量熱能的損失，消耗的電能較多，發(fā)光效率很低．LED發(fā)光過程中沒有產(chǎn)生額外的熱能，光電轉(zhuǎn)換效率理論上達到100%，減少了傳統(tǒng)燈具發(fā)光過程中產(chǎn)熱環(huán)節(jié)因此節(jié)省了很大的電能．小強收集到這幾種照明用燈具的有關(guān)數(shù)據(jù)如表：

有關(guān)數(shù)據(jù) 類別	額定電壓/V	額定功率/W	壽命/h	每只售價/元
白熾燈	220	60	2000	1
普通節(jié)能燈	220	12	8000	20
LED節(jié)能燈	220	5	30000	55

通過計算回答：
（1）60W的白熾燈正常發(fā)光時，其工作電流多大？
（2）60W的白熾燈正常發(fā)光時，其燈絲電阻多大？
（3）在已知白熾燈的使用壽命內(nèi)，使用5W的LED節(jié)能燈比使用60W的白熾燈可以節(jié)約多少電能？

Answer 1

分析 （1）白熾燈正常工作時的功率和額定功率相等，根據(jù)P=UI求出正常工作時的電流；
（2）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出白熾燈正常工作的電阻；
（3）根據(jù)公式W=Pt可求節(jié)約的電能．

解答 解：
（1）白熾燈正常工作時的功率P=60W=0.06kW，電壓U=220V，
由P=UI可得才，正常工作時的電流：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{60W}{220V}$≈0.3A；
（2）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，正常工作的電阻：R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{60W}$≈806.7Ω；
（3）白熾燈的使用壽命為t=2000h，
在白熾燈的使用壽命內(nèi)可節(jié)約電能△W=△Pt=（0.06kW-0.005kW）×2000h=110kW•h．
答：（1）60W的白熾燈正常發(fā)光時，其工作電流為0.3A；
（2）60W的白熾燈正常發(fā)光時，其燈絲電阻為806.7Ω；
（3）在已知白熾燈的使用壽命內(nèi)，使用5W的LED節(jié)能燈比使用60W的白熾燈可以節(jié)約110kW•h電能．

點評 本題考查電流、電功率公式的靈活應(yīng)用和消耗電能的計算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運用，本題同時告訴我們使用LED燈的優(yōu)點，在日常生活中一定要養(yǎng)成節(jié)能的好習(xí)慣．