Question

14．2014年度諾貝爾物理學(xué)獎授予日本的三位物理學(xué)家，以表彰他們在發(fā)明一種新型高效節(jié)能光源方面的貢獻，即藍色發(fā)光二極管（LED），小強同學(xué)從相關(guān)資料歐諾個了解到60W白熾燈與5W的LED節(jié)能燈的照明效果相當，并收集到兩種照明用燈具的有感數(shù)據(jù)如表：

	額定電壓/V	額定功率/W	使用壽命/h
白熾燈	220	60	2000
LED節(jié)能燈	220	5	30000

通過計算回答：
（1）5W的LED節(jié)能燈正常發(fā)光時，其工作電流多大？
（2）60W的白熾燈正常發(fā)光時，其燈絲電阻多大？
（3）在一只白熾燈的使用壽命內(nèi)，使用5W的LED節(jié)能燈比使用60W的白熾燈可以節(jié)約多少電能？

Answer 1

分析 （1）節(jié)能燈正常工作時的功率和額定功率相等，根據(jù)P=UI求出正常工作時的電流；
（2）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出白熾燈正常工作的電阻；
（3）根據(jù)公式W=Pt可求節(jié)約的電能．

解答 解：（1）由P=UI得，
節(jié)能燈正常工作時的電流：I=$\frac{{P}_{LED}}{U}$=$\frac{5W}{220V}$≈0.023A，
（2）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，正常工作的電阻：R_L=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{（220V）^{2}}{60W}$≈807Ω；
（3）因為白熾燈的使用壽命為t=2000h，
所以在白熾燈的使用壽命內(nèi)可節(jié)約電能△W=△Pt=（0.06kW-0.005kW）×2000h=110kW•h．
答：（1）節(jié)能燈正常工作時的電流為0.023A；
（2）60W的白熾燈正常發(fā)光時，其燈絲電阻為807Ω；
（3）在一只白熾燈的使用壽命內(nèi)，使用5W的LED節(jié)能燈比使用60W的白熾燈可以節(jié)約電能110kW•h．

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