Question

12．小柯為了解不同照明燈的性價比，制作了如圖1所示的裝置．在正對觀察孔的紙箱內(nèi)平放一張寫有“E”字的卡片，移動照明燈，使從觀察孔恰能看清“E”字，測出燈與箱之間的距離，以比較燈的照明效果．實驗后，他又查閱了相關資料，數(shù)據(jù)如表：

實驗次數(shù)	燈泡 類型	功率/W	燈與紙箱之間的距離/cm
1	白熾燈	60	90
2	白熾燈	25	60
3	節(jié)能燈	11	90

（l）分析實驗數(shù)據(jù)，你可以發(fā)現(xiàn)白熾燈的照明效果與燈的功率和照明的距離有關．比較節(jié)能燈與白熾燈，在保證照明效果相同情況下，節(jié)能燈的優(yōu)點是節(jié)能燈有節(jié)省電能的效果．
（2）白熾燈工作時的能量轉(zhuǎn)化情況如圖2，試推測節(jié)能燈工作時的能量轉(zhuǎn)化情況，仿照圖2畫出節(jié)能燈工作時的能量轉(zhuǎn)化圖．
（3）小柯了解到白熾燈的發(fā)光效率大約只有8%，請計算一下11W的節(jié)能燈如一年正常工作2000h比亮度相當?shù)陌谉霟艄?jié)約多少度的電能．

Answer 1

分析 （1）比較節(jié)能燈與白熾燈的功率可知，在保證照明效果相同情況下，節(jié)能燈消耗的電功率��；
（2）由表格中的信息可在，節(jié)能燈把電能轉(zhuǎn)化為光能的效率高，據(jù)此作出能量轉(zhuǎn)化圖；
（3）利用電能計算公式W=Pt計算出白熾燈一年消耗的電能，再利用發(fā)光效率求出浪費掉的電能即為節(jié)能燈節(jié)約的電能．

解答 解：（1）分析1和3兩次實驗可知，在保證照明效果相同情況下，節(jié)能燈消耗的電功率小，所以節(jié)能燈有節(jié)省電能的效果；
（2）節(jié)能燈可以直接把電能轉(zhuǎn)化為光能，故節(jié)能燈工作時的能量轉(zhuǎn)化圖如下圖所示：

（3）白熾燈一年消耗的電能：
W=Pt=0.06kW×2000h=120kW•h，
浪費的電能：
W′=（1-η）W=（1-8%）×120kW•h=110.4kW•h=110.4度，
即節(jié)能燈節(jié)約的電能為110.4度．
答：（1）節(jié)能燈有節(jié)省電能的效果；
（2）如上圖所示；
（3）11W的節(jié)能燈如一年正常工作2000h比亮度相當?shù)陌谉霟艄?jié)約110.4度的電能．

點評 本題考查的是電能的計算、能量轉(zhuǎn)化及其效率問題，解題的關鍵是對數(shù)據(jù)記錄表格的分析和知道節(jié)能燈的能來轉(zhuǎn)化．