Question

2．国家大力提倡节能减排，LED灯逐渐替代白炽灯．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

求：（1）“220V 100W”白炽灯正常发光时的电阻是多少欧？
（2）用表中LED灯来代替白炽灯，假设一天正常工作10h，一个月有30天，则节约电能为多少kW•h？
（3）分析白炽灯效率低的原因是：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．

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）节约的电能为白炽灯与节能灯消耗电能之差；
（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，白炽灯一个月消耗的电能：
W_白炽灯=P_白炽灯t_白炽灯=0.1kW×10h×30=30kW•h，
节能灯一个月消耗的电能：
W_节能灯=P_节能灯t_节能灯=0.024kW×10h×30=7.2kW•h，
可节约电能：△W=30kW•h-7.2kW•h=22.8kW•h；
（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）用LED灯来代替白炽灯，一天正常工作10h，一个月节约电能为22.8kW•h；
（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．