Question

9．2014年年诺贝尔物理学奖授予日本名古屋大学的教授赤崎勇和天野浩、美国加州大学圣巴巴拉分校材料教授、氮化镓蓝光LED之父中村修二．以表彰他们在发明一种新型的节能光源方面的贡献，即蓝色发光二极管（LED）．LED灯具有节能、环保等特点，如图是额定电压为220V，额定功率为4.4W的LED灯泡，求；
（1）该LED灯泡的电阻是多少Ω？
（2）若它每天正常发光5h，一个月（30天）消耗的电能是多少KW•h？
（3）与普通白炽灯相比，在达到相同的亮度的条件下，假设LED灯可以节约80%的电能，则这个LED灯与功率为多少W的白炽灯亮度相当？

Answer 1

分析 （1）已知灯泡的额定电压为220V、额定功率为4.4W，根据P=UI可得该灯泡的额定电流；
（2）LED灯正常发光时的功率和额定功率相等，根据P=$\frac{W}{t}$求出一个月消耗的电能；
（3）消耗的电能之差与白炽灯消耗的电能之比就是节约的百分比，据此进行解答．

解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，该LED灯泡的电阻R=$\frac{{U}_{额}^{2}}{{P}_{额}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{4.4W}$=11000Ω；
（2）由P=$\frac{W}{t}$可得，一个月消耗的电能：
W=Pt=4.4×10^-3kW×5h×30=0.66kW•h；
（3）设两种灯泡正常发光的时间为t，
由P=$\frac{W}{t}$可得，LED消耗的电能：
W₁=P₁t=0.0044kW•t，白炽灯消耗的电能为W₂=P₂t，
因在达到相同亮度的条件下，LED灯可以节约80%的电能，
所以，$\frac{{P}_{2}t-0.0044kW•t}{{P}_{2}t}$=80%，
解得：P₂=0.022kW=22W．
答：（1）该LED灯泡的电阻是11000Ω；
（2）若它每天正常发光5h，一个月（30天）消耗的电能为0.66kW•h；
（3）这个LED灯亮度相当的白炽灯的功率为22W．

点评 本题考查了节能灯的特点和电功率公式、电功公式的灵活应用，关键是明白“LED灯可以节约80%电能”的含义，计算过程要注意单位的换算．