Question

LED灯（发光二极管）具有高亮度、低能耗的优点，LED景观照明技术使得上海世博园区的各大场馆如梦如幻，阳光谷或繁星点点，或彩虹飘舞，石油馆红橙黄绿色彩变换无穷，问：如图是某种额定电压为3V的LED灯的I-U图象，它正常工作100s消耗的电能为多少J？世博场馆室内照明光源中大部分采用了LED绿色光源，若LED照明光源4h内可节约电能1.05×10¹²J，这些电能可让多少kg的水温度从20℃上升到70℃．

Answer 1

解：（1）∵LED灯正常工作，
∴灯两端的电压：
U=U_额=3V，
由图可知此时通过灯的电流：
I=20mA=0.02A，
正常工作100s消耗的电能：
W=UIt=3V×0.02A×100s=6J；
（2）由题知，Q_吸=W_电=1.05×10¹²J，
∵Q_吸=cm△t，
∴m===5×10⁶kg．
答：灯正常工作100s消耗的电能为6J；1.05×10¹²J电能可让5×10⁶kg的水温度从20℃上升到70℃．
分析：（1）当LED灯正常工作，所加电压为额定电压，由图可知此时的电流，利用电功公式W=UIt求消耗的电能；
（2）知道LED照明光源4h内可节约的电能、水升高的温度值，利用W_电=Q_吸=cm△t求水的质量．
点评：本题考查了消耗电能（电功）的计算、热量的计算，知道LED灯正常工作时所加电压为额定电压是本题的突破口，能从U-I图象上搜集到有用信息是关键．