Question

LED燈（發(fā)光二極管）具有高亮度、低能耗的優(yōu)點，LED景觀照明技術使得上海世博園區(qū)的各大場館如夢如幻，陽光谷或繁星點點，或彩虹飄舞，石油館紅橙黃綠色彩變換無窮，問：如圖是某種額定電壓為3V的LED燈的I-U圖象，它正常工作100s消耗的電能為多少J？世博場館室內(nèi)照明光源中大部分采用了LED綠色光源，若LED照明光源4h內(nèi)可節(jié)約電能1.05×10¹²J，這些電能可讓多少kg的水溫度從20℃上升到70℃．

Answer 1

分析：（1）當LED燈正常工作，所加電壓為額定電壓，由圖可知此時的電流，利用電功公式W=UIt求消耗的電能；
（2）知道LED照明光源4h內(nèi)可節(jié)約的電能、水升高的溫度值，利用W_電=Q_吸=cm△t求水的質(zhì)量．

解答：解：（1）∵LED燈正常工作，
∴燈兩端的電壓：
U=U_額=3V，
由圖可知此時通過燈的電流：
I=20mA=0.02A，
正常工作100s消耗的電能：
W=UIt=3V×0.02A×100s=6J；
（2）由題知，Q_吸=W_電=1.05×10¹²J，
∵Q_吸=cm△t，
∴m=

Q吸

m△t

=

1.05×1012J

4.2×103J/(kg?℃)×(70℃-20℃)

=5×10⁶kg．
答：燈正常工作100s消耗的電能為6J；1.05×10¹²J電能可讓5×10⁶kg的水溫度從20℃上升到70℃．

點評：本題考查了消耗電能（電功）的計算、熱量的計算，知道LED燈正常工作時所加電壓為額定電壓是本題的突破口，能從U-I圖象上搜集到有用信息是關鍵．