Question

人类正面临能源危机，为选用节能交通信号灯的灯泡，实验室通过实验发现下表中的LED灯和白炽灯在正常工作时，光照强度相同．有关数据如下表：
（1）请根据以上材料说明使用LED灯的两个优点：
①

 

；
②

 

．
（2）LED灯正常工作时的电流是

 

A，每天正常工作10小时，使用LED灯比使用白炽灯可节约电能为

 

kW?h，这么多能量可将

 

kg的水从20℃加热到100℃．（c_水=4.2×10³J/（kg?℃），结果保留两位小数）

Answer 1

分析：（1）阅读题目中的文字和表格可以发现，LED灯电压低，功率小，响应时间短，故可从以上几点进行分析其优点．
（2）由功率公式可求出工作电流，由两灯的功率之差可求出10小时节约的电能，由比热可求出能将多少水加热到100℃．

解答：解：（1）阅读题目中的文字和表格可以发现，LED灯和白炽灯相比有明显的优点：在光照强度相同的情况下，LED灯不必要达到很高的温度就能发光，电能基本上不转化成内能，几乎全部转化光能，因而发光效率高；LED灯的额定电压低，人直接接触不会触电；LED灯响应时间短，也就是从开始发光到正常发光所用的时间短；LED灯额定功率小，节约能源．故优点可从发光效率高、节能降耗，响应时间短、环保、额定电压低（安全电压）以上任意写出两点均可
（2）由P=UI得：I=

P

U

=

12W

24V

=0.5A．
白炽灯功率比LED灯功率高△P=P₂-P₁=100W-12W=88W，则10小时节约的电能为W=△P×t=88W×10h=0.88KW?h=3.168×10⁶J．
如果用来烧水的话：由W=mc△t可得：
m=

W

C△t

=

3.168×106J

4.2×103J/(kg?℃)×(100℃-20℃)

=9.43Kg．
故答案为：（1）发光效率高、节能降耗，响应时间短、环保、额定电压低（安全电压）以上任意写出两点均可
（2）0.5A，0.88KW?h，9.43Kg．

点评：随着科技创新，传统的红绿交通信号灯逐渐被发光二极管（LED）灯所替代．如果同学们仔细观察会发现，现在一些手电筒的灯泡也被LED灯所取代．LED灯是怎样发光的？使用LED灯有什么优点？等等问题相信很早就萦绕在你的心头，通过本题会帮助你解开一些谜团．你也可以在生活中寻找还有哪些用电装置可以用来节约电能？