Question

14．2014年度诺贝尔物理学奖授予日本的三位物理学家，以表彰他们在发明一种新型高效节能光源方面的贡献，即蓝色发光二极管（LED），小强同学从相关资料欧诺个了解到60W白炽灯与5W的LED节能灯的照明效果相当，并收集到两种照明用灯具的有感数据如表：

	额定电压/V	额定功率/W	使用寿命/h
白炽灯	220	60	2000
LED节能灯	220	5	30000

通过计算回答：
（1）5W的LED节能灯正常发光时，其工作电流多大？
（2）60W的白炽灯正常发光时，其灯丝电阻多大？
（3）在一只白炽灯的使用寿命内，使用5W的LED节能灯比使用60W的白炽灯可以节约多少电能？

Answer 1

分析 （1）节能灯正常工作时的功率和额定功率相等，根据P=UI求出正常工作时的电流；
（2）根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出白炽灯正常工作的电阻；
（3）根据公式W=Pt可求节约的电能．

解答 解：（1）由P=UI得，
节能灯正常工作时的电流：I=$\frac{{P}_{LED}}{U}$=$\frac{5W}{220V}$≈0.023A，
（2）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，正常工作的电阻：R_L=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{（220V）^{2}}{60W}$≈807Ω；
（3）因为白炽灯的使用寿命为t=2000h，
所以在白炽灯的使用寿命内可节约电能△W=△Pt=（0.06kW-0.005kW）×2000h=110kW•h．
答：（1）节能灯正常工作时的电流为0.023A；
（2）60W的白炽灯正常发光时，其灯丝电阻为807Ω；
（3）在一只白炽灯的使用寿命内，使用5W的LED节能灯比使用60W的白炽灯可以节约电能110kW•h．

点评 本题考查电流、电功率公式的灵活应用和消耗电能的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，本题同时告诉我们使用LED灯的优点，在日常生活中一定要养成节能的好习惯．