Question

13．為踐行“低碳理念”，現(xiàn)在已廣泛使用LED節(jié)能燈，它可以直接把電能轉化為光能．現(xiàn)有一盞標有“24V，12W”LED燈，其亮度與“220V，100W”的普通白熾燈相當．

兩種燈	LED燈	白熾燈
發(fā)光原理	二極管發(fā)光	鎢絲高溫發(fā)光
額定電壓	24伏	220伏
響應時間	10-4秒	10-5秒
額定功率	12瓦	100瓦

（1）若上述LED燈和白熾燈都正常工作相同時間，兩燈消耗的電能之比是3：25．
（2）白熾燈工作時的能量轉化情況如圖，則該白熾燈的發(fā)光效率是10%；試推測12W LED燈與100W白熾燈照明效果相同的可能原因是節(jié)能燈的電能轉化為光能的效率比白熾燈的要高得多．

Answer 1

分析 （1）由兩燈的銘牌可知兩燈的額定功率，正常工作時的實際功率等于各自的額定功率，利用W=Pt比較相同時間內消耗電能的大小關系；
（2）白熾燈工作時消耗的電能為總能量，轉化成的光能為有用能量，利用效率公式求白熾燈的發(fā)光效率；
通過計算看出白熾燈消耗的電能轉化為光能的效率很低，則12WLED燈與100W的白熾燈照明效果相同的原因是兩種燈電能轉化為光能的效率不同

解答 解：
（1）因為兩燈正常工作，
所以P_LED=12W，P_白熾燈=100W，
因為W=Pt，時間t相同，
所以兩燈消耗的電能之比：
W_LED：W_白熾燈=P_LEDt：P_白熾燈t=P_LED：P_白熾燈=12W：100W=3：25；
（2）白熾燈的發(fā)光效率：
η=$\frac{{W}_{光}}{{W}_{電}}$×100%=$\frac{10J}{100J}$×100%=10%，
通過計算看出白熾燈消耗的電能轉化為光能的效率很低，則12WLED燈與100W的白熾燈照明效果相同的原因是節(jié)能燈的電能轉化為光能的效率比白熾燈的要高得多．
故答案為：（1）3：25；（2）10%；節(jié)能燈的電能轉化為光能的效率比白熾燈的要高得多．

點評 本題考查的是電能的計算、能量轉化及其效率計算，關鍵是利用好燈的銘牌（額定功率）和白熾燈的能流圖，通過做題明白白熾燈被淘汰的原因．