Question

為節(jié)能環(huán)保，國家提倡使用節(jié)能燈具，并實行政府財政補貼。LED燈、節(jié)能燈與普通燈相比有什么不同呢？同學(xué)們查到了以下相關(guān)資料：

1.亮度：標(biāo)有“220V 5W”字樣的LED燈、“220V 12W”字樣的節(jié)能燈、 “220V 60W” 字樣的白熾燈，它們正常發(fā)光時亮度相當(dāng)。

2. 使用壽命：LED燈、節(jié)能燈和白熾燈的平均使用壽命分別為50000h、8000h和2000h。

3. 價格：標(biāo)有“220V 5W”字樣的LED燈、“220V 12W”字樣的節(jié)能燈、 “220V 60W”字樣的白熾燈的市場價格分別是18元、10元、1元。

4.溫度：“220V 5W”字樣的LED燈正常發(fā)光一段時間后，散熱片的溫度約80℃；“220V 60W”字樣的白熾燈正常發(fā)光時燈絲溫度約2400℃。

針對以上資料內(nèi)容該同學(xué)想到以下幾個問題：

（1）怎樣比較“220V 5W” 字樣的LED燈與“220V 60W”字樣的白熾燈的光照亮度，請完成步驟b。

a．把標(biāo)有“220V 5W”字樣的LED燈接入家庭電路，稍等一會兒，待燈亮度穩(wěn)定后，將光敏探測器正對LED燈3米處放置，待光敏探測器示數(shù)穩(wěn)定后讀出其數(shù)值為L₁;

b.把標(biāo)有“220V 60W”字樣的白熾燈接入家庭電路，稍等一會兒，待燈亮度穩(wěn)定后，將光敏探測器正對白熾燈3米處放置，待光敏探測器示數(shù)穩(wěn)定后讀出其數(shù)值為L₂。 (1分)。、

（2）若電價為0.5元/(kW·h)，用一只“220V 12W”的節(jié)能燈替代一只“220V 60W”的白熾燈。則節(jié)能燈只要工作375 (1分)小時以上，就能做到既節(jié)能又經(jīng)濟(jì)。

（3）請從能量角度分析白熾燈發(fā)光效率不高的原因是：白熾燈工作時把大部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，只把一小部分電能轉(zhuǎn)化為光能 (1分)。

Answer 1

【解析】（1）完成步驟b要控制變量，“待燈亮度穩(wěn)定后，將光敏探測器正對白熾燈3米處放置，待光敏探測器示數(shù)穩(wěn)定后讀出其數(shù)值”，（2）用一只“220V  12W”的節(jié)能燈替代一只“220V 60W”的白熾燈，成本多了10-1=9元，相當(dāng)于消耗18 kW·h的電費，由知，節(jié)能燈只要工作375小時以上，就能做到既節(jié)能又經(jīng)濟(jì)。（3）由材料4可知：白熾燈正常發(fā)光時燈絲溫度比LED燈正常發(fā)光時的溫度高很多，白熾燈是熱光源，LED燈是冷光源。白熾燈工作時把大部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，只把一小部分電能轉(zhuǎn)化為光能。這就是白熾燈發(fā)光效率不高的原因。