Question

10．為踐行“低碳理念”，LED節(jié)能燈在生活中使用越來(lái)越廣泛，它可以直接把電能轉(zhuǎn)化為光能，現(xiàn)有一盞標(biāo)有“24V  12W”LED燈，其亮度與“220V  100W”的普通白熾燈相當(dāng)．

（1）若上述LED燈和白熾燈都正常工作相同時(shí)間，兩燈消耗的電能之比是3：25．若白熾燈工作時(shí)的能量轉(zhuǎn)化情況如圖，則該白熾燈的發(fā)光效率是10%．
（2）如圖是一種自動(dòng)測(cè)定油箱內(nèi)油面高度的裝置，R₂是滑動(dòng)變阻器，它的金屬滑片連在杠桿的一端，從油量表（由電流表改裝而成）指針?biāo)�指的刻度，就可以知道油箱�?nèi)油面的高度，當(dāng)油面上升時(shí)，電壓表示數(shù)變小，油量表示數(shù)變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）由兩燈的銘牌可知兩燈的額定功率，正常工作時(shí)的實(shí)際功率等于各自的額定功率，利用W=Pt比較相同時(shí)間內(nèi)消耗電能的大小關(guān)系；
白熾燈工作時(shí)消耗的電能為總能量，轉(zhuǎn)化成的光能為有用能量，利用效率公式求白熾燈的發(fā)光效率；
（2）當(dāng)油量發(fā)生為化時(shí)，浮標(biāo)隨之運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)與浮標(biāo)相連的指針運(yùn)動(dòng)，則可知滑動(dòng)變阻器接入電阻的變化，由歐姆定律電路中電流的變化和和R₁兩端的電壓變化，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)判斷電壓表示數(shù)的變化．

解答 解：（1）兩燈正常工作，
所以P_LED=12W，P_白熾燈=100W，
由W=Pt得，
兩燈消耗的電能之比：
W_LED：W_白熾燈=P_LEDt：P_白熾燈t=P_LED：P_白熾燈=12W：100W=3：25；
白熾燈的發(fā)光效率：
η=$\frac{{W}_{光}}{{W}_{電}}$=$\frac{10J}{100J}$=10%；
（2）由電路圖可知，R₁與R₂串聯(lián)，油量表（電流表）測(cè)電路中的電流，電壓表測(cè)R₂兩端的電壓．
當(dāng)油面上升時(shí)，R₂接入電路的電阻變小，電路中的總電阻變小，
因?yàn)镮=$\frac{U}{R}$，
所以電路中的電流變大，即油量表的示數(shù)變大；
因?yàn)閁=IR，
所以R₁兩端的電壓變大，
因?yàn)榇��?lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，且電源的電壓不變，
所以R₂兩端的電壓變小，即電壓表的示數(shù)變�。�
故答案為：（1）3：25；10%；（2）變小；變大．

點(diǎn)評(píng) （1）本題考查的是電能的計(jì)算、能量轉(zhuǎn)化及其效率計(jì)算，關(guān)鍵是利用好燈的銘牌（額定功率）和白熾燈的能流圖，通過(guò)做題明白白熾燈被淘汰的原因．
（2）本題考查歐姆定律及滑動(dòng)變阻器在生活中的應(yīng)用，要通過(guò)對(duì)圖的分析得出儀器的原理，再由物理規(guī)律求解．