Question

【題目】請(qǐng)閱讀《白熾燈、節(jié)能燈與LED燈》回答下列問(wèn)題：

白熾燈、節(jié)能燈與LED燈

白熾燈是根據(jù)電流的熱效應(yīng)制成的發(fā)光元件。當(dāng)白熾燈接入電路中，電流流過(guò)燈絲的熱效應(yīng)使白熾燈發(fā)出連續(xù)的可見(jiàn)光和紅外線，此現(xiàn)象在燈絲溫度升到700K即可察覺(jué)。白熾燈的燈體比較熱，普通燈泡、碘鎢燈、射燈都是白熾燈。白熾燈工作時(shí)將大量的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，放出熱量，只有極少一部分可以轉(zhuǎn)化為有用的光能。

節(jié)能燈，又稱為省電燈泡、電子燈泡、緊湊型熒光燈（國(guó)外簡(jiǎn)稱CFL燈）及一體式熒光燈，是指將熒光燈與鎮(zhèn)流器（安定器）組合成一個(gè)整體的照明設(shè)備。節(jié)能燈主要是通過(guò)鎮(zhèn)流器給燈管燈絲加熱，大約在1160K溫度時(shí)，燈絲就開(kāi)始發(fā)射電子（燈絲上涂有電子粉），電子碰撞氬原子后使氬原子獲得能量，氬原子又撞擊汞原子，汞原子在吸收能量后躍遷產(chǎn)生電離，發(fā)出紫外線，紫外線激發(fā)熒光粉發(fā)光。熒光燈工作時(shí)燈絲的溫度大約在1160K，比白熾燈工作的溫度2200K～2700K低很多，所以它的壽命也大大提高到8000小時(shí)以上，它不存在白熾燈那樣的電流熱效應(yīng)。

LED燈（Light Emitting Diode）又叫發(fā)光二極管，它是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，可以直接把電能轉(zhuǎn)化為光能。LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹(shù)脂封裝起來(lái)。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一部分是N型半導(dǎo)體，在它里面主要是電子。這兩種半導(dǎo)體連接起來(lái)的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)P-N結(jié)。當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED燈發(fā)光的原理。

LED燈與白熾燈和節(jié)能燈相比，1顆LED發(fā)出的光比較少，所以需要使用多顆LED同時(shí)工作。LED燈具有體積小、耗電低、壽命長(zhǎng)、無(wú)毒環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)，消耗能量較同光效的白熾燈減少80%左右，較節(jié)能燈減少40%左右，LED燈具從室外裝飾，工程照明，逐漸發(fā)展到家用照明。

（1）當(dāng)前，在全球大力推動(dòng)節(jié)能減排、積極應(yīng)對(duì)氣候變化的形式下，很多國(guó)家紛紛出臺(tái)了淘汰白熾燈的路線圖，是因?yàn)榘谉霟艄ぷ鲿r(shí)將電能主要轉(zhuǎn)化成了__________能；

（2）白熾燈、節(jié)能燈與LED燈的電光轉(zhuǎn)化效率最高的是（_____）

A．白熾燈 B．節(jié)能燈 C．LED燈

（3）將標(biāo)有“220V 15W”的 LED燈和“220V 15W” 的白熾燈分別接入家庭電路中，發(fā)現(xiàn)LED燈的亮度遠(yuǎn)高于白熾燈的亮度，下列說(shuō)法中正確的是（_____）

A．通過(guò)LED燈的電流大于通過(guò)白熾燈的電流

B．LED燈的實(shí)際功率大于白熾燈的實(shí)際功率

C．相同時(shí)間內(nèi)LED燈消耗的電能等于白熾燈消耗的電能

（4）4W的LED燈和40W的白熾燈正常發(fā)光時(shí)亮度相同，兩盞燈均正常工作1000h，使用LED燈可以節(jié)約電能____________kW·h。

Answer 1

【答案】內(nèi) C C 36

【解析】

（1）白熾燈泡正常發(fā)光時(shí)，產(chǎn)生的光能和內(nèi)能是由電能轉(zhuǎn)化來(lái)的。

（2）根據(jù)材料中：“LED燈與白熾燈和節(jié)能燈相比，消耗能量較同光效的白熾燈減少80%左右，較節(jié)能燈減少40%左右”可做出選擇；

（3）已知LED燈和白熾燈的額定功率相同，根據(jù)分析其消耗的電能；

（4）根據(jù)公式W=Pt可求節(jié)約的電能。

（1）白熾燈在工作時(shí)發(fā)光、發(fā)熱，消耗了電能，白熾燈工作時(shí)將電能主要轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，小部分轉(zhuǎn)化為光能；

（2）由“LED燈與白熾燈和節(jié)能燈相比，消耗能量較同光效的白熾燈減少80%左右，較節(jié)能燈減少40%左右”可知，所以電光轉(zhuǎn)化效率最高的是LED燈，選C；

（3）已知標(biāo)有“220V15W”的LED燈和“220V15W”的白熾燈分別接入家庭電路中，兩燈都正常工作；

A、由P=UI可知，通過(guò)LED燈的電流等于通過(guò)白熾燈的電流，故A錯(cuò)誤；

B、已知LED燈和白熾燈的額定電壓和額定功率都相同，實(shí)際功率相同，都等于15W，故B錯(cuò)誤；

C、根據(jù)W=Pt，已知LED燈和白熾燈的額定功率都相同，則相同時(shí)間內(nèi)LED燈消耗的電能等于白熾燈消耗的電能，故C正確；

（4）由可得，可節(jié)約電能為：

Ftip △W=△Pt=（0.04kW-0.004kW）×1000h=36kWh。