Question

9．2014年年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予日本名古屋大學(xué)的教授赤崎勇和天野浩、美國(guó)加州大學(xué)圣巴巴拉分校材料教授、氮化鎵藍(lán)光LED之父中村修二．以表彰他們?cè)诎l(fā)明一種新型的節(jié)能光源方面的貢獻(xiàn)，即藍(lán)色發(fā)光二極管（LED）．LED燈具有節(jié)能、環(huán)保等特點(diǎn)，如圖是額定電壓為220V，額定功率為4.4W的LED燈泡，求；
（1）該LED燈泡的電阻是多少Ω？
（2）若它每天正常發(fā)光5h，一個(gè)月（30天）消耗的電能是多少KW•h？
（3）與普通白熾燈相比，在達(dá)到相同的亮度的條件下，假設(shè)LED燈可以節(jié)約80%的電能，則這個(gè)LED燈與功率為多少W的白熾燈亮度相當(dāng)？

Answer 1

分析 （1）已知燈泡的額定電壓為220V、額定功率為4.4W，根據(jù)P=UI可得該燈泡的額定電流；
（2）LED燈正常發(fā)光時(shí)的功率和額定功率相等，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出一個(gè)月消耗的電能；
（3）消耗的電能之差與白熾燈消耗的電能之比就是節(jié)約的百分比，據(jù)此進(jìn)行解答．

解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，該LED燈泡的電阻R=$\frac{{U}_{額}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{4.4W}$=11000Ω；
（2）由P=$\frac{W}{t}$可得，一個(gè)月消耗的電能：
W=Pt=4.4×10^-3kW×5h×30=0.66kW•h；
（3）設(shè)兩種燈泡正常發(fā)光的時(shí)間為t，
由P=$\frac{W}{t}$可得，LED消耗的電能：
W₁=P₁t=0.0044kW•t，白熾燈消耗的電能為W₂=P₂t，
因在達(dá)到相同亮度的條件下，LED燈可以節(jié)約80%的電能，
所以，$\frac{{P}_{2}t-0.0044kW•t}{{P}_{2}t}$=80%，
解得：P₂=0.022kW=22W．
答：（1）該LED燈泡的電阻是11000Ω；
（2）若它每天正常發(fā)光5h，一個(gè)月（30天）消耗的電能為0.66kW•h；
（3）這個(gè)LED燈亮度相當(dāng)?shù)陌谉霟舻墓β蕿?2W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了節(jié)能燈的特點(diǎn)和電功率公式、電功公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是明白“LED燈可以節(jié)約80%電能”的含義，計(jì)算過(guò)程要注意單位的換算．