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1.现代家庭部分高清超平彩电采用LED技术,LED是发光二极管的简称.在照明应用上,实验室通过实验发现某种LED灯和某种白炽灯在正常工作时有关数据如下表所示:
(1)该LED灯正常工作时的电流是多少?每天都正常工作10h,使用该LED灯比使用该白炽灯可节约的电能为多少?
(2)若以一个这种LED灯一天省电0.84kW•h计算,这些电能可将多少千克的水从20℃加热到100℃?已知1kW•h=3.6×106J;c=4.2×103J/(kg•℃).
二种灯LED灯白炽灯
发光原理二极管发光钨丝高温发光
额定电压24V220V
响应时间10-9s10-3s
额定功率12W100W

分析 (1)LED灯正常工作时的功率和额定功率相等,根据P=UI求出其工作电流,白炽灯的功率减去LED灯的功率即为节约电能的功率,根据W=Pt求出每天都正常工作10h可节约的电能;
(2)知道节省的电能即为水吸收的热量,又知道水的初温、末温和比热容,根据Q=cm(t2-t1)求出可加热水的质量.

解答 解:(1)由P=UI得,该LED灯正常工作时的电流:
I=$\frac{{P}_{LED}}{{U}_{LED}}$=$\frac{12W}{24V}$=0.5A,
使用该LED灯比使用该白炽灯可节约电能的功率:
△P=P白炽灯-PLED=100W-12W=88W=0.088kW,
由P=$\frac{W}{t}$可得,10小时节约的电能:
W=△Pt=0.088W×10h=0.88kW•h;
(2)一个LED灯一天省的电能:
W′=0.84kW•h=3.024×106J,
由W′=Q=cm(t2-t1)可得,节约电能可加热水的质量:
m=$\frac{W′}{c({t}_{2}-{t}_{1})}$=$\frac{3.024×1{0}^{6}J}{4.2×1{0}^{3}J/(kg•℃)×(100℃-20℃)}$=9kg.
答:(1)该LED灯正常工作时的电流是0.5A;每天都正常工作10h,使用该LED灯比使用该白炽灯可节约0.88kW•h的电能;
(2)若以一个这种LED灯一天省电0.84kW•h计算,这些电能可将9kg的水从20℃加热到100℃.

点评 本题考查了电功率公式、电功公式、吸热公式的应用,从表格中获取有用的信息是关键,要注意1kW•h=3.6×106J.

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