Question

5．如圖所示，一盞“220V  11W”的節(jié)能燈與一盞“220V  60W”的白熾燈發(fā)光效應(yīng)相當(dāng)．

（1）蘭蘭的臺(tái)燈用的是“220V  60W”的白熾燈，它正常發(fā)光的電流是多少？
（2）蘭蘭用一盞11W的節(jié)能燈取代了臺(tái)燈上的白熾燈，一年中臺(tái)燈工作的時(shí)間按2000h算，可節(jié)約多少千瓦時(shí)的電？
（3）蘭蘭了解到白熾燈的發(fā)光效率大約只有8%，圖（b）表示了它工作時(shí)的能量轉(zhuǎn)化情況，請(qǐng)計(jì)算這盞60W的白熾燈一年工作2000h，會(huì)白白浪費(fèi)掉多少電能？
（4）蘭蘭不明白白熾燈的發(fā)光效率為什么這么低，請(qǐng)你結(jié)合白熾燈的原理和圖（b）所示的白熾燈能量轉(zhuǎn)化 情況示意圖給予合理的解釋．

Answer 1

分析 （1）已知白熾燈的額定電壓和額定功率，根據(jù)公式I=$\frac{P}{U}$可求它正常發(fā)光時(shí)的電流．
（2）已知白熾燈和節(jié)能燈各自的額定功率和工作時(shí)間，根據(jù)公式W=Pt可求節(jié)約的電能．
（3）已知白熾燈一年消耗的電能和發(fā)光效率，可求白熾燈一年中浪費(fèi)的電能．
（4）根據(jù)白熾燈消耗的電能有很大一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，只有一小部分轉(zhuǎn)化為光能；節(jié)能燈消耗的電能大部分轉(zhuǎn)化為光能分析即可．

解答 解：（1）由P=UI，得到通過白熾燈的電流，I=$\frac{P}{U}$=$\frac{60W}{220V}$≈0.27A．
（2）白熾燈一年消耗的電能為：W₁=P_lt=0.06kW×2000h=120kW•h，
節(jié)能燈一年消耗的電能為：W₂=P₂t=0.011kW×2000h=22kW•h，
則節(jié)約的電能為：W=W₁-W₂=120kW•h-22kW•h=98kW•h，合98度．
（3）設(shè)白熾燈的發(fā)光效率為η，
由（2）中可知白熾燈一年消耗的電能為W₁=120kW•h，
則白熾燈一年中浪費(fèi)的電能為：
W′=W₁（1-η）=120kW•h×（1-8%）=110.4kW•h．
（4）據(jù)圖（b）可知，白熾燈工作時(shí)，消耗的電能有很大一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，只有一小部分轉(zhuǎn)化為光能，發(fā)光效率較低．
答：（1）它正常發(fā)光時(shí)的電流是0.27A．
（2）節(jié)能燈一年可以節(jié)約電能98度．
（3）白熾燈一年會(huì)白白浪費(fèi)掉110.4kW•h的電能．
（4）據(jù)圖（b）可知，白熾燈工作時(shí)，消耗的電能有很大一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，只有一小部分轉(zhuǎn)化為光能，發(fā)光效率較低．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電流、電能的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，重點(diǎn)是告訴我們要養(yǎng)成節(jié)約用電的好習(xí)慣，解題過程中還要注意單位的換算．