Question

8．為踐行“低碳理念”，現在已廣泛使用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，白熾燈工作時的能量轉化情況如圖，則該LED燈的發光效率是83.3%；試推測12W LED燈與100W白熾燈照明效果相同的可能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．

Answer 1

分析 （1）由圖可知白熾燈消耗的電能和獲得的光能，根據效率公式求出該白熾燈的發光效率；額定功率為12W的LED燈的亮度與額定功率為100W的普通白熾燈相當，相同時間內產生的電能相等，根據t=$\frac{W}{P}$求出工作時間，根據W=Pt求出LED燈消耗的電能，利用效率公式求出12WLED燈的發光效率．
（2）LED燈的電能轉化為光能的效率高．

解答 解：
（1）由圖可知，W_光=10J，W_電=100J，
則該白熾燈的發光效率：
η=$\frac{{W}_{光}}{{W}_{電}}$×100%=$\frac{10J}{100J}$×100%=10%；
因額定功率為12W的LED燈的亮度與額定功率為100W的普通白熾燈相當，
所以，相同時間內產生的電能相等，
則白熾燈消耗100J電能的工作時間：
t=$\frac{{W}_{電}}{{P}_{白熾燈}}$=$\frac{100J}{100W}$=1s，
LED燈消耗的電能：
W_電′=P_LEDt=12W×1s=12J，
則12WLED燈的發光效率：
η′=$\frac{{W}_{光}}{{{W}_{電}}^{′}}$×100%=$\frac{10J}{12J}$×100%≈83.3%．
（2）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的白熾燈照明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．
故答案為：83.3%；節能燈的電能轉化為光能的效率比白熾燈的要高得多．

點評 本題考查的是能量轉化及其效率計算，關鍵是掌握好燈的銘牌（額定功率）和白熾燈的能流圖．