Question

為踐行“低碳理念”，2010年上海世博會上，使用了大量的LED節(jié)能燈，它可以直接把電能轉(zhuǎn)化為光能．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________．
（2）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________；試推測12W LED燈與100W白熾燈照明效果相同的可能原因是________．

Answer 1

解：（1）∵兩燈正常工作，
∴P_LED=12W，P_白熾燈=100W，
∵W=Pt，
∴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===10%，
通過計(jì)算看出白熾燈消耗的電能轉(zhuǎn)化為光能的效率很低，則12WLED燈與100W的白熾燈照效果相同的原因是節(jié)能燈的電能轉(zhuǎn)化為光能的效率比白熾燈的要高得多．
分析：（1）由兩燈的銘牌可知兩燈的額定功率，正常工作時(shí)的實(shí)際功率等于各自的額定功率，利用W=Pt比較相同時(shí)間內(nèi)消耗電能的大小關(guān)系；
（2）白熾燈工作時(shí)消耗的電能為總能量，轉(zhuǎn)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(jì)算看出白熾燈消耗的電能轉(zhuǎn)化為光能的效率很低，則12WLED燈與100W的白熾燈照效果相同的原因是兩種燈電能轉(zhuǎn)化為光能的效率不同．
點(diǎn)評：本題考查的是電能的計(jì)算、能量轉(zhuǎn)化及其效率計(jì)算，關(guān)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．