Question

6．家庭照明既可使用白熾燈，也可以使用普通節(jié)能燈或LED節(jié)能燈．小強(qiáng)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)，并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	使用壽命/h	每只售價(jià)/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(jì)算回答：
（1）60W的白熾燈正常發(fā)光時(shí)，其燈絲電阻多大？
（2）假設(shè)學(xué)校內(nèi)共需要1000只照明燈泡，安裝一天使用10小時(shí)計(jì)算，每天使用5W的LED節(jié)能燈比使用60W的白熾燈一共可以節(jié)約多少度的電能？？
（3）請(qǐng)從能量轉(zhuǎn)化的角度簡(jiǎn)要說明為什么同樣亮度下，LED節(jié)能燈比白熾燈消耗的電功率�。�

Answer 1

分析 （1）根據(jù)=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出白熾燈正常工作的電阻；
（2）根據(jù)公式W=Pt可求節(jié)約的電能．
（3）閱讀題目中的文字和表格可以發(fā)現(xiàn)，LED燈功率小，使用壽命長(zhǎng)，但亮度相同，結(jié)合能量守恒分析．

解答 解：
（1）白熾燈正常工作時(shí)的功率P=60W=0.06kw，電壓U=220V，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得，正常工作的電阻：
R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{（220V）^{2}}{60W}$=≈806.7Ω；
（2）用LED代替白熾燈可節(jié)約電能：
△W=△Pt=（0.06kW-0.005kW）×1000×10h=550kW•h．
（3）白熾燈發(fā)光時(shí)，燈絲的溫度可達(dá)2000℃以上，把消耗的電能轉(zhuǎn)化為光能和內(nèi)能；LED燈和白熾燈相比有明顯的優(yōu)點(diǎn)，在光照強(qiáng)度相同的情況下，LED燈不必要達(dá)到很高的溫度就能發(fā)光，電能基本上不轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，幾乎全部轉(zhuǎn)化光能，因而發(fā)光效率高．
答：
（1）它正常工作的電阻為806.7Ω；
（2）使用一盞LED燈比一盞白熾燈可節(jié)約電能550kW•h；
（3）在光照強(qiáng)度相同的情況下，LED燈不必要達(dá)到很高的溫度就能發(fā)光，電能基本上不轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，幾乎全部轉(zhuǎn)化光能，所以亮度相同時(shí)，LED燈的功率�。�

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