Question

20．图甲是额定电压为220V、额定功率为100W的白炽灯，该灯泡的额定电流是0.45A．若它每天正常发光5h，每天消耗的电能是0.5kW•h．图乙表示该白炽电灯将电能转化为光能和内能的 大致比例，由此可以计算出白炽电灯的发光效率为10%，一般LED灯的发光效率为80%，它只要有12.5W的功率就可以达到100W的白炽灯的亮度．

Answer 1

分析 （1）利用图甲中的额定电压和额定功率，求出额定电流，再利用W=Pt求出消耗的电能；
（2）白炽灯的能量转化是将电能转化为光能和内能，从图中发现效率较低，需要根据效率公式进行计算；设两种灯泡正常发光的时间为t，利用公式W=Pt计算消耗的电能；若LED灯发光亮度与白炽灯相同，则两者在相同时间内得到的光能相同．设LED的电功率为P，列等式为P×80%=100W×10%，据此求解．

解答 解：（1）由P=UI 得：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{100W}{220V}$≈0.45A
由P=$\frac{W}{t}$可得正常工作5h消耗的电能为：
W=Pt=0.1kW×5h=0.5kW•h；
（2）白炽灯的总功是消耗的100J的电能，有用功是10J的光能．
发光效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{10J}{100J}$×100%=10%，
设两种灯泡正常发光的时间为t，
P_Lt×80=P_白t×10%，
P_L×80%=100W×10%，
解得：LED灯的功率为12.5W．
故答案为：0.45；0.5；10%；12.5．

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