Question

為踐行“低碳理念”，2010年上海世博會上，使用了大量的LED節能燈，它可以直接把電能轉化為光能．現有一盞標有“24V，12W”LED燈，其亮度與“220V，100W”的普通白熾燈相當．
（1）若上述LED燈和白熾燈都正常工作相同時間，兩燈消耗的電能之比是________．
（2）白熾燈工作時的能量轉化情況如圖，則該白熾燈的發光效率是________；試推測12W LED燈與100W白熾燈照明效果相同的可能原因是________．

Answer 1

解：（1）∵兩燈正常工作，
∴P_LED=12W，P_白熾燈=100W，
∵W=Pt，
∴兩燈消耗的電能之比：
W_LED：W_白熾燈=P_LEDt：P_白熾燈t=P_LED：P_白熾燈=12W：100W=3：25；
（2）白熾燈的發光效率：
η===10%，
通過計算看出白熾燈消耗的電能轉化為光能的效率很低，則12WLED燈與100W的白熾燈照效果相同的原因是節能燈的電能轉化為光能的效率比白熾燈的要高得多．
分析：（1）由兩燈的銘牌可知兩燈的額定功率，正常工作時的實際功率等于各自的額定功率，利用W=Pt比較相同時間內消耗電能的大小關系；
（2）白熾燈工作時消耗的電能為總能量，轉化成的光能為有用能量，利用效率公式求白熾燈的發光效率；
通過計算看出白熾燈消耗的電能轉化為光能的效率很低，則12WLED燈與100W的白熾燈照效果相同的原因是兩種燈電能轉化為光能的效率不同．
點評：本題考查的是電能的計算、能量轉化及其效率計算，關鍵是利用好燈的銘牌（額定功率）和白熾燈的能流圖，通過做題明白白熾燈被淘汰的原因．