Question

人類正面臨能源危機，為選用節能交通信號燈的燈泡，實驗室通過實驗發現下表中的LED燈和白熾燈在正常工作時，光照強度相同．有關數據如下表：
（1）請根據以上材料說明使用LED燈的兩個優點：
①

 

；
②

 

．
（2）LED燈正常工作時的電流是

 

A，每天正常工作10小時，使用LED燈比使用白熾燈可節約電能為

 

kW?h，這么多能量可將

 

kg的水從20℃加熱到100℃．（c_水=4.2×10³J/（kg?℃），結果保留兩位小數）

Answer 1

分析：（1）閱讀題目中的文字和表格可以發現，LED燈電壓低，功率小，響應時間短，故可從以上幾點進行分析其優點．
（2）由功率公式可求出工作電流，由兩燈的功率之差可求出10小時節約的電能，由比熱可求出能將多少水加熱到100℃．

解答：解：（1）閱讀題目中的文字和表格可以發現，LED燈和白熾燈相比有明顯的優點：在光照強度相同的情況下，LED燈不必要達到很高的溫度就能發光，電能基本上不轉化成內能，幾乎全部轉化光能，因而發光效率高；LED燈的額定電壓低，人直接接觸不會觸電；LED燈響應時間短，也就是從開始發光到正常發光所用的時間短；LED燈額定功率小，節約能源．故優點可從發光效率高、節能降耗，響應時間短、環保、額定電壓低（安全電壓）以上任意寫出兩點均可
（2）由P=UI得：I=

P

U

=

12W

24V

=0.5A．
白熾燈功率比LED燈功率高△P=P₂-P₁=100W-12W=88W，則10小時節約的電能為W=△P×t=88W×10h=0.88KW?h=3.168×10⁶J．
如果用來燒水的話：由W=mc△t可得：
m=

W

C△t

=

3.168×106J

4.2×103J/(kg?℃)×(100℃-20℃)

=9.43Kg．
故答案為：（1）發光效率高、節能降耗，響應時間短、環保、額定電壓低（安全電壓）以上任意寫出兩點均可
（2）0.5A，0.88KW?h，9.43Kg．

點評：隨著科技創新，傳統的紅綠交通信號燈逐漸被發光二極管（LED）燈所替代．如果同學們仔細觀察會發現，現在一些手電筒的燈泡也被LED燈所取代．LED燈是怎樣發光的？使用LED燈有什么優點？等等問題相信很早就縈繞在你的心頭，通過本題會幫助你解開一些謎團．你也可以在生活中尋找還有哪些用電裝置可以用來節約電能？