Question

国家大力提倡节能减排，牡丹江管理局各农场纷纷使用LED灯替代白炽灯．某同学收集了LED灯与白炽灯的相关参数：

	LED灯	白炽灯
额定电压	24V	220V
额定电功率	12W	100W
使用寿命	40000h	2000h
紫/红外线辐射	无	有
单价	40元	2元
亮度	正常工作时照明亮度相同

求：（1）由上表你可以获得什么信息：______
（2）“220V 100W”白炽灯正常发光时的电阻是多少欧？
（3）通过计算说明，正常工作10h，哪只灯消耗电能多？
（4）分析白炽灯效率低的原因是：______
（5）不计热损失，一只“220V 100W”白炽灯正常工作10h消耗的电能，可使10kg水温度升高多少℃？（C_水=4.2×10³J/（kg?℃）） （保留1位小数）

Answer 1

解：（1）表格中的额定功率不同，使用寿命不同，紫/红外线辐射不同，所以可得信息为：
LED灯功率低，但12W的LED灯与100W的白炽灯亮度相同；
并且LED灯的使用寿命长、没有紫/红外线辐射．
（2）根据P=可得，白炽灯的电阻：R===484Ω；
（3）∵用电器正常发光时的功率和额定功率相等，根据W=Pt可知：
在相同时间里功率大的消耗电能多，即白炽灯消耗的电能多．
（4）由于白炽灯与LED灯相比，白炽灯消耗的电能，是先转化为内能，然后由烧热的灯丝再发光，所以在这个过程中以热量和紫/红外线辐射的形式散发掉一部分能量，真正转化为光能的是少部分，所以白炽灯发光效率低．
（5）根据W=Pt可得，白炽灯正常工作10h消耗的电能为：
W=Pt=100W×10×3600s=3.6×10⁶J．
不计热损失，则Q_吸=W=3.6×10⁶J．
根据Q_吸=cm△t得：
△t==≈85.7℃，
答：（1）LED灯功率低，但12W的LED灯与100W的白炽灯亮度相同；
并且LED灯的使用寿命长、没有紫/红外线辐射．
（2）白炽灯正常发光时的电阻是484Ω．
（3）白炽灯消耗电能多．
（4）在发光过程中以热量和紫/红外线辐射的形式散发掉一部分能量．
（5）可使10kg水温度升高85.7℃．
分析：（1）根据表格中的数据，找出不同的数据比较得出信息；
（2）知道白炽灯的额定电压和额定功率，根据P=求出电阻的大小；
（3）用电器正常发光时的功率和额定功率相等，根据W=Pt分析比较即可得出在相同时间里功率大的消耗电能多．
（4）结合能量的转化情况分析两灯的发光效率．
（5）根据W=Pt计算白炽灯正常工作10h消耗的电能，因不计热损失，则Q_吸=W，然后根据Q_吸=cm△t计算升高度数．
点评：本题考查了电功率、电功和热量公式的灵活应用，关键能从表格中得到有用的信息，知道用电器正常工作时的功率和额定功率相等，是一道较为简单的计算题．