Question

为践行“低碳理念”，2010年上海世博会上，使用了大量的LED节能灯，它可以直接把电能转化为光能．现有一盏标有“24V，12W”LED灯，其亮度与“220V，100W”的普通白炽灯相当．
（1）若上述LED灯和白炽灯都正常工作相同时间，两灯消耗的电能之比是________．
（2）白炽灯工作时的能量转化情况如图，则该白炽灯的发光效率是________；试推测12W LED灯与100W白炽灯照明效果相同的可能原因是________．

Answer 1

解：（1）∵两灯正常工作，
∴P_LED=12W，P_白炽灯=100W，
∵W=Pt，
∴两灯消耗的电能之比：
W_LED：W_白炽灯=P_LEDt：P_白炽灯t=P_LED：P_白炽灯=12W：100W=3：25；
（2）白炽灯的发光效率：
η===10%，
通过计算看出白炽灯消耗的电能转化为光能的效率很低，则12WLED灯与100W的白炽灯照效果相同的原因是节能灯的电能转化为光能的效率比白炽灯的要高得多．
分析：（1）由两灯的铭牌可知两灯的额定功率，正常工作时的实际功率等于各自的额定功率，利用W=Pt比较相同时间内消耗电能的大小关系；
（2）白炽灯工作时消耗的电能为总能量，转化成的光能为有用能量，利用效率公式求白炽灯的发光效率；
通过计算看出白炽灯消耗的电能转化为光能的效率很低，则12WLED灯与100W的白炽灯照效果相同的原因是两种灯电能转化为光能的效率不同．
点评：本题考查的是电能的计算、能量转化及其效率计算，关键是利用好灯的铭牌（额定功率）和白炽灯的能流图，通过做题明白白炽灯被淘汰的原因．