Question

8．目前我国大力提倡节约型社会理念，走进了LED时代．不仅很多家庭的白炽灯更换成了LED灯，而且电视技术也在进行着革新，采用LED技术的电视机不仅清晰度高，而且功率也大大降低．小明家以前使用的电视机功率为200W，换用的新电视的功率为50W，他家一天看电视4h，一个月按30天算．
（1）LED是一种发光二极管，通过电流可以把电能直接转化为光能．
（2）50W的LED电视正常工作时，其工作电流多大？
（3）他家换用新电视后，一个月可节约多少度电？若节约这些电能的56%被水吸收，可以将多少千克20℃的水烧至100℃？
（4）小明调查发现：一只功率为“220V、5W”LED灯与一只功率为“220V、60W”白炽灯的照明效果相当，我国从2014年10月1日禁止销售60W以上普通照明白炽灯．请你说明我国为什么要逐步淘汰普通照明白炽灯．

Answer 1

分析 （1）太阳能电池板是把太阳转化成电能的装置，LED是一种发光二极管，可以把电能直接转化成光能；
（2）根据P=UI可求得LED电视正常工作时，其工作电流；
（3）白炽灯的电功率减去节能灯的功率即为节约的功率，根据W=Pt求出一个月能节约的电能；
根据1kW•h=3.6×10⁶J进行单位的换算，然后根据Q_吸=cm（t-t₀）求出烧开水的质量．
（4）阅读题目中的文字和表格可以发现，LED灯功率小，使用寿命长，故可从以上几点进行分析其优点．

解答 解：（1）LED是一种发光二极管，通过电流时不用经过加热灯丝直接能够发光，即把电能直接转化成光能；
（2）由P=UI可得，其工作电流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{50W}{220V}$≈0.23A；
（3）一个月能节约的电能：
W_节约=P_节约t=（P₁-P₂）t=（0.2kW-0.05kW）×4h×30=18kW•h；
W_节约=18kW•h=18×3.6×10⁶J=6.48×10⁷J，
由W_节约=56%Q_吸=cm（t-t₀），可得，
烧水的质量：
m=$\frac{56%{W}_{节约}}{{c}_{水}△t}$=$\frac{56%×6.48×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×（100℃-20℃）}$=108kg．
（4）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灯额定功率小，节约能源．故优点可从发光效率高、节能降耗、环保、使用寿命长等以上任意写出一点即可．
答：（1）光；
（2）50W的LED电视正常工作时，其工作电流为0.23A；
（3）他家换用新电视后，一个月可节约18度电；若节约这些电能的56%被水吸收，可以将108kg20℃的水烧至100℃；
（4）获得相同的照明效果，相同时间内LED消耗的电能远远低于白炽灯消耗的电能，有利于节约能源．

点评 本题考查了电功率公式、电功公式、吸热公式的灵活应用，关键是知道用电器正常工作时的功率和额定功率相等，计算过程要注意单位的换算．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．