Question

10．為踐行“低碳理念”，LED節(jié)能燈在生活中使用越來越廣泛．現(xiàn)有一盞標(biāo)有“24V 12W”LED燈，其亮度與“220V 100W”的普通白熾燈相當(dāng)．
（1）若上述LED燈和白熾燈都正常工作相同時(shí)間，兩燈消耗的電能之比是3：25；
（2）某種白熾燈工作時(shí)的能量轉(zhuǎn)化情況如圖，則該白熾燈的發(fā)光效率是10%；試推測(cè)12W LED燈的發(fā)光效率是83.3%．（保留一位小數(shù)）

Answer 1

分析 （1）LED燈和白熾燈都正常工作時(shí)的功率與額定功率相等，根據(jù)W=Pt求出相同時(shí)間內(nèi)消耗的電能之比；
（2）由圖可知白熾燈消耗的電能和獲得的光能，根據(jù)效率公式求出該白熾燈的發(fā)光效率；額定功率為12W的LED燈的亮度與額定功率為100W的普通白熾燈相當(dāng)，相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的電能相等，根據(jù)t=$\frac{W}{P}$求出工作時(shí)間，根據(jù)W=Pt求出LED燈消耗的電能，利用效率公式求出12WLED燈的發(fā)光效率．

解答 解：（1）LED燈和白熾燈都正常工作相同時(shí)間，
由P=$\frac{W}{t}$可得，兩燈消耗的電能之比：
$\frac{{W}_{LED}}{{W}_{白熾燈}}$=$\frac{{P}_{LED}t}{{P}_{白熾燈}t}$=$\frac{{P}_{LED}}{{P}_{白熾燈}}$=$\frac{12W}{100W}$=$\frac{3}{25}$；
（2）由圖可知，W_光=10J，W_電=100J，
則該白熾燈的發(fā)光效率：
η=$\frac{{W}_{光}}{{W}_{電}}$×100%=$\frac{10J}{100J}$×100%=10%；
因額定功率為12W的LED燈的亮度與額定功率為100W的普通白熾燈相當(dāng)，
所以，相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的電能相等，
則白熾燈消耗100J電能的工作時(shí)間：
t=$\frac{{W}_{電}}{{P}_{白熾燈}}$=$\frac{100J}{100W}$=1s，
LED燈消耗的電能：
W_電′=P_LEDt=12W×1s=12J，
則12WLED燈的發(fā)光效率：
η′=$\frac{{W}_{光}}{{W}_{電}′}$×100%=$\frac{10J}{12J}$×100%≈83.3%．
故答案為：3：25； 10%； 83.3%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電功公式和電能利用效率的計(jì)算，利用好“額定功率為12W的LED燈的亮度與額定功率為100W的普通白熾燈相當(dāng)”是關(guān)鍵．