Question

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，其電阻值與光照強(qiáng)度成反比）其實(shí)驗(yàn)步驟如下：

① 先把“220V 15W”的普通白熾燈接入燈座，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接著分別把標(biāo)有“220V 15W”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         ，這是通過觀察            來比較的。
（2）電能轉(zhuǎn)化為光能最多的燈是         ，這是通過觀察          來比較的。
（3）LED燈的發(fā)光效率較              （填“高”或“低”）。
（4）設(shè)白熾燈的發(fā)光亮度與它的電功率成正比，綜合分析表中數(shù)據(jù)可知，15W的LED燈的發(fā)光亮度與         的白熾燈發(fā)光亮度相當(dāng)。

Answer 1

（1） 白熾燈， 溫度計(jì)示數(shù)的變化（只要體現(xiàn)出溫度或溫度變化即可得分） ，（2）LED燈，電流表示數(shù)的變化 （只要現(xiàn)出電流或電流變化即可得分） （3）高，（4）150W

解析試題分析：（1）電能通過燈泡上轉(zhuǎn)化為內(nèi)能時，會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，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，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LED燈的發(fā)光亮度相當(dāng)?shù)?5W的白熾燈的個數(shù)是；即白熾燈的功率為．
考點(diǎn)：物理學(xué)方法；電功率的計(jì)算．
點(diǎn)評：本題考查學(xué)生對實(shí)驗(yàn)探究的分析論證能力，注意利用轉(zhuǎn)換法后，光能和內(nèi)能變化規(guī)律與溫度計(jì)和電流表的示數(shù)變化的對應(yīng)關(guān)系．