试题

现代家庭部分高清超平彩电采用LED技术，LED是发光二极管简称．在照明应用上，实验室通过实验发现下表中的LED灯和白炽灯在正常工作时，光照强度相同有关数据如下表：

二种等	LED灯	白炽灯
发光原理	二极管发光	钨丝高温发光
额定电压	24伏	220伏
响应时间	10-9秒	10-3秒
额定功率	12瓦	100瓦

（1）请根据以上材料说明使用LED灯的其中一个优点；
（2）LED灯正常工作时的电流是A，每天都正常工作10小时，使用LED灯比使用白炽灯可节约电能为kW·h；
（3）若以一个LED灯一天省电0.84kW·h计算，这些电能可将kg的水从20℃加热到100℃．（1kW·h=3.6×10⁶J； c_水=4.2×10³J/（kg·℃））

解：（1）阅读题目中的文字和表格可以发现，LED灯和白炽灯相比有明显的优点：在光照强度相同的情况下，LED灯不必要达到很高的温度就能发光，电能基本上不转化成内能，几乎全部转化光能，因而发光效率高；LED灯的额定电压低，人直接接触不会触电；LED灯响应时间短，也就是从开始发光到正常发光所用的时间短；LED灯额定功率小，节约能源．故优点可从发光效率高、节能降耗，响应时间短、环保、额定电压低（安全电压）以上任意写出一点均可．
（2）由P=UI得：I=

P

U

=

12W

24V

=0.5A．
白炽灯功率比LED灯功率高△P=P₂-P₁=100W-12W=88W，则10小时节约的电能为W=△P×t=88W×10h=0.88KW·h．
（3）一个LED灯一天省电W=0.84kW·h=3.024×10⁶J
如果用来烧水的话：由W=Q=cm（t₂-t₁）可得：
m=

W

c(t2-t1)

=

3.024×106J

4.2×103J/(kg·℃)(100℃-20℃)

=9kg．
故答案为：
（1）额定电压低．
（2）0.5；0.88．
（3）9．