Question

11．国家大力提倡节能减排，LED灯逐渐替代了白炽灯．某同学收集了LED灯与白炽灯的相关参数：

	LED灯	白炽灯
额定电压	24V	220V
额定电功率	12W	100W
使用寿命	40000h	2000h
紫/红外线辐射	无	有
单价	40元	2元
亮度	正常工作时照明亮度相同

（1）“220V 100W”白炽灯正常发光时的电阻是多少Ω？
（2）一盏100W的白炽灯工作10小时消耗的电能，可供一盏24W的LED灯工作多长时间？
（3）分析白炽灯发光效率低的原因．

Answer 1

分析 （1）根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出白炽灯正常发光时的电阻；
（2）根据P=$\frac{W}{t}$求出白炽灯工作10小时消耗的电能，再根据P=$\frac{W}{t}$求出LED灯工作的时间；
（3）结合能量的转化情况分析两灯的发光效率，进一步得出答案．

解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，白炽灯正常发光时的电阻：
R_白炽灯=$\frac{{{U}_{白炽灯}}^{2}}{{P}_{白炽灯}}$=$\frac{（220V）^{2}}{100W}$=484Ω；
（2）白炽灯功率P_白炽灯=100W=0.1kW，LED灯功率P_LED=24W=0.024kW
由P=$\frac{W}{t}$可得，白炽灯10h消耗的电能：
W=P_白炽灯t_白炽灯=0.1kW×10h=1kW•h，
可供一盏24W的LED灯工作的时间
t_LED=$\frac{W}{{P}_{LED}}$=$\frac{1kW•h}{0.024kW}$≈41.7h；
（3）与LED灯相比，白炽灯消耗的电能，是先转化为内能，然后由烧热的灯丝再发光，在这个过程中大部分能量以热量散发掉，真正转化为光能的是少部分，所以白炽灯发光效率低．
答：（1）“220V 100W”白炽灯正常发光时的电阻是484Ω；
（2）一盏100W的白炽灯工作10小时消耗的电能，可供一盏24W的LED灯工作41.7h；
（3）在发光过程中以热量和紫/红外线辐射的形式散发掉一部分能量．

点评 本题考查了电功率公式、电功公式的灵活应用，关键能从表格中得到有用的信息，知道用电器正常工作时的功率和额定功率相等．