Question

10．为践行“低碳理念”，LED节能灯在生活中使用越来越广泛．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3：25；
（2）某种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10%；试推测12W LED灯的发光效率是83.3%．（保留一位小数）

Answer 1

分析 （1）LED灯和白炽灯都正常工作时的功率与额定功率相等，根据W=Pt求出相同时间内消耗的电能之比；
（2）由图可知白炽灯消耗的电能和获得的光能，根据效率公式求出该白炽灯的发光效率；额定功率为12W的LED灯的亮度与额定功率为100W的普通白炽灯相当，相同时间内产生的电能相等，根据t=$\frac{W}{P}$求出工作时间，根据W=Pt求出LED灯消耗的电能，利用效率公式求出12WLED灯的发光效率．

解答 解：（1）LED灯和白炽灯都正常工作相同时间，
由P=$\frac{W}{t}$可得，两灯消耗的电能之比：
$\frac{{W}_{LED}}{{W}_{白炽灯}}$=$\frac{{P}_{LED}t}{{P}_{白炽灯}t}$=$\frac{{P}_{LED}}{{P}_{白炽灯}}$=$\frac{12W}{100W}$=$\frac{3}{25}$；
（2）由图可知，W_光=10J，W_电=100J，
则该白炽灯的发光效率：
η=$\frac{{W}_{光}}{{W}_{电}}$×100%=$\frac{10J}{100J}$×100%=10%；
因额定功率为12W的LED灯的亮度与额定功率为100W的普通白炽灯相当，
所以，相同时间内产生的电能相等，
则白炽灯消耗100J电能的工作时间：
t=$\frac{{W}_{电}}{{P}_{白炽灯}}$=$\frac{100J}{100W}$=1s，
LED灯消耗的电能：
W_电′=P_LEDt=12W×1s=12J，
则12WLED灯的发光效率：
η′=$\frac{{W}_{光}}{{W}_{电}′}$×100%=$\frac{10J}{12J}$×100%≈83.3%．
故答案为：3：25； 10%； 83.3%．

点评 本题考查了电功公式和电能利用效率的计算，利用好“额定功率为12W的LED灯的亮度与额定功率为100W的普通白炽灯相当”是关键．