Question

（4分）LED燈是一種新型的環(huán)保節(jié)能燈，小夢為了探究LED燈與家用普通白熾燈、普通節(jié)能燈的發(fā)光效率，他用如圖所示的裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)．其中R₀為光敏電阻，其阻值與光照強(qiáng)度成反比，實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①先把“220V 15W”的普通白熾燈接人燈座，通過調(diào)整，使燈泡與溫度計(jì)的玻璃泡距離約為2cm，燈泡與熱敏電阻的距離約為30cm．閉合開關(guān)S和S₁，通電10min，分別讀出溫度計(jì)和電流表的示數(shù)，并填入下表．
②接著分別把規(guī)格相同的普通節(jié)能燈和LED燈接入燈座，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)．
根據(jù)小夢的探究，請回答：
（1）電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能最多的燈是     ．
（2）電能轉(zhuǎn)化為光能最多的燈是     ．
（3）1ED燈的發(fā)光效率較     （高／低）．
（4）綜合分析表中數(shù)據(jù)可知，15W的LED燈的發(fā)光亮度與     W的白熾燈發(fā)光亮度相當(dāng)．

Answer 1

（1）白熾燈（2）LED燈（3）高；（4）150W．

試題分析：（1）電能通過燈泡上轉(zhuǎn)化為內(nèi)能時(shí)，會(huì)使周圍的空氣溫度升高，根據(jù)轉(zhuǎn)換法，用溫度計(jì)測量空氣的溫度可知電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的多少；即通過觀察溫度計(jì)示數(shù)的變化可比較電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的多少；于是比較盒內(nèi)溫度升高最高的是白熾燈，即電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能最多的是白熾燈．
（2）電能通過燈泡上轉(zhuǎn)化為光能時(shí)，燈光照射到光敏電阻上，因其電阻值與光照強(qiáng)度成反比，當(dāng)光照強(qiáng)度很強(qiáng)時(shí)，使光敏電阻的阻值減小，電路中的電流變大；所以電能轉(zhuǎn)化為光能的多少，通過觀察電流表示數(shù)的變化就可知；由表格數(shù)據(jù)中可知：使用LED燈時(shí)的電流表的示數(shù)最大，表明電能轉(zhuǎn)化為光能最多的是LED燈．
（3）由上可知：在規(guī)格相同條件下，LED燈消耗相同的電能，轉(zhuǎn)化成的光能最多，即LED燈的發(fā)光效率最高．
（4）分析表中數(shù)據(jù)可知：15W的LED燈的發(fā)光亮度能使含有光敏電阻的電路中的電流為60mA；而15W的白熾燈的發(fā)光亮度能使含有光敏電阻的電路中的電流為6mA；則需要與一個(gè)LED燈的發(fā)光亮度相當(dāng)?shù)?5W的白熾燈的個(gè)數(shù)是n=60mA/6mA=10；即白熾燈的功率為15W×10=150W．