题目内容

3.张宇同学家的客厅有一台彩电和一盏LED灯.
(1)彩电的相关参数如下表,假设平均每天只播放节目4h,其余时间处于待机状态(没有切断电源).则该彩电平均每天待机消耗的电能36000J等于0.01KW•h.
牌型号屏幕尺寸电源功率待机功率
创维32L05HR32英寸90W0.5W
(2)LED灯(如图)的额定电压220V,额定功率4.4W,该灯泡正常工作时的电流是0.02A.若将该彩电平均每天待机消耗的电能,可供这盏LED灯正常工作约为2.27h.
(3)与普通白炽灯相比,在达到相同亮度的条件下,假设LED灯可以节约90%的电能,那么这个LED灯与44W白炽灯的亮度相当.

分析 (1)已知平均每天只播放节目4h,可求得待机时间,查表可知待机功率,利用P=$\frac{W}{t}$可求得该彩电平均每天待机消耗的电能;
(2)利用I=$\frac{P}{U}$求解灯的额定电流;根据P=$\frac{W}{t}$可求得这盏LED灯正常工作时间;
(3)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;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)待机时间t=24h-4h=20h=72000s,
由P=$\frac{W}{t}$可得:
W=Pt=0.5W×72000s=36000J=0.01kW•h;
(2)由P=UI可得,该灯泡的额定电流是I额=$\frac{{P}_{额}}{{U}_{额}}$=$\frac{4.4W}{220V}$=0.02A;
由P=$\frac{W}{t}$可得t1=$\frac{W}{{P}_{额}}$=$\frac{0.01kW•h}{4.4×1{0}^{-3}kW}$≈2.27h.
(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,
在达到相同亮度的条件下,LED灯可以节约90%的电能,
则$\frac{{P}_{2}t-0.0044kW•t}{{P}_{2}t}$=90%,
解得:P2=0.044kW=44W.
故答案为:(1)36000;0.01;(2)0.02;2.27;(3)44.

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“LED灯可以节约90%电能”的含义,计算过程要注意单位统一,电功率--kW、时间--h、电能--kW•h.

练习册系列答案
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8.小明家新买了一个电水壶,其铭牌如表所示,现在请你与小明一起探究一下“电水壶”消耗功率与哪些因素有关.
宇宙牌电水壶
额定电压220V
工作频率50HZ
额定功率1000W
容量4L
(1)小明在电水壶中加满水后,接通电路,设当时的室温是25℃,气压为一个标准大气压,此时插座中的电压为220V,则将这壶水烧开,水需要吸收多少热量?至少需要加热多少时间?
(2)小明用手表记录了这次烧开水的时间,发现实际用时25 min.为什么实际加热的时间会变长呢?小明猜想其可能的原因是电水壶的实际功率比额定功率要小,小明为了验证自己的想法,第三天晚上8点左右,小明在爸爸妈妈的配合下,做了一个实验:将家里的其它用电器都关闭,只接入放有水的电水壶,小明在电能表(如图所示)旁边发现在20min内电能表的转盘转过了81转,此时电水壶的实际功率是多少W?
(3)小明又利用白天和晚上的不同时间段进行实验,发现用这个电水壶烧完全相同的水所需要的时间却不同,即电水壶的实际功率不同.那为什么在白天和晚上,电水壶的实际功率会不相同呢,这个现象又引起了小明探究的兴趣,他猜想:电水壶功率不同主要是因为电水壶两端的电压发生变化的缘故.请你按(2)的情形计算一下当时电水壶两端的实际电压是多少V?(设电水壶在不同的电压下烧开水时,它的电阻可以假定基本不变)
(4)为什么在晚上的电压会比白天的电压来得低呢?少了的电压又到了什么地方去呢?这个问题非常困扰着小明,于是小明查阅了有关资料,终于明白了是由于输电线较长,输电线有电阻,分走了一部分电压的缘故,现在请你计算一下该电路中输电线上损失的电压是多少V?输电线上损耗的功率是多少W?(设该电路上只有电水壶一个用电器)

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