Question

【題目】請閱讀《白熾燈、節能燈與LED燈》回答下列問題：

白熾燈、節能燈與LED燈

白熾燈是根據電流的熱效應制成的發光元件。當白熾燈接入電路中，電流流過燈絲的熱效應使白熾燈發出連續的可見光和紅外線，此現象在燈絲溫度升到700K即可察覺。白熾燈的燈體比較熱，普通燈泡、碘鎢燈、射燈都是白熾燈。白熾燈工作時將大量的電能轉化為內能，放出熱量，只有極少一部分可以轉化為有用的光能。

節能燈，又稱為省電燈泡、電子燈泡、緊湊型熒光燈（國外簡稱CFL燈）及一體式熒光燈，是指將熒光燈與鎮流器（安定器）組合成一個整體的照明設備。節能燈主要是通過鎮流器給燈管燈絲加熱，大約在1160K溫度時，燈絲就開始發射電子（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生電離，發出紫外線，紫外線激發熒光粉發光。熒光燈工作時燈絲的溫度大約在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小時以上，它不存在白熾燈那樣的電流熱效應。

LED燈（Light Emitting Diode）又叫發光二極管，它是一種固態的半導體器件，可以直接把電能轉化為光能。LED的心臟是一個半導體的晶片，晶片的一端附在一個支架上，一端是負極，另一端連接電源的正極，使整個晶片被環氧樹脂封裝起來。半導體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導體，在它里面空穴占主導地位，另一部分是N型半導體，在它里面主要是電子。這兩種半導體連接起來的時候，它們之間就形成一個P-N結。當電流通過導線作用于這個晶片的時候，電子就會被推向P區，在P區里電子跟空穴復合，然后就會以光子的形式發出能量，這就是LED燈發光的原理。

LED燈與白熾燈和節能燈相比，1顆LED發出的光比較少，所以需要使用多顆LED同時工作。LED燈具有體積小、耗電低、壽命長、無毒環保等諸多優點，消耗能量較同光效的白熾燈減少80%左右，較節能燈減少40%左右，LED燈具從室外裝飾，工程照明，逐漸發展到家用照明。

（1）當前，在全球大力推動節能減排、積極應對氣候變化的形式下，很多國家紛紛出臺了淘汰白熾燈的路線圖，是因為白熾燈工作時將電能主要轉化成了__________能；

（2）白熾燈、節能燈與LED燈的電光轉化效率最高的是（_____）

A．白熾燈 B．節能燈 C．LED燈

（3）將標有“220V 15W”的 LED燈和“220V 15W” 的白熾燈分別接入家庭電路中，發現LED燈的亮度遠高于白熾燈的亮度，下列說法中正確的是（_____）

A．通過LED燈的電流大于通過白熾燈的電流

B．LED燈的實際功率大于白熾燈的實際功率

C．相同時間內LED燈消耗的電能等于白熾燈消耗的電能

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

Answer 1

【答案】內 C C 36

【解析】

（1）白熾燈泡正常發光時，產生的光能和內能是由電能轉化來的。

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

（3）已知LED燈和白熾燈的額定功率相同，根據分析其消耗的電能；

（4）根據公式W=Pt可求節約的電能。

（1）白熾燈在工作時發光、發熱，消耗了電能，白熾燈工作時將電能主要轉化成了內能，小部分轉化為光能；

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

（3）已知標有“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LED燈的電流等于通過白熾燈的電流，故A錯誤；

B、已知LED燈和白熾燈的額定電壓和額定功率都相同，實際功率相同，都等于15W，故B錯誤；

C、根據W=Pt，已知LED燈和白熾燈的額定功率都相同，則相同時間內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，可節約電能為：

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