Question

天翔一家计划中考结束后到腾龙洞旅游，于是爸爸买回一种新式手电筒。它的前端有3颗发光灯，能发出耀眼的白光，老板说那是3颗并联关系的高亮度发光二极管。想起爷爷有一个老式的手电，天翔想到：可否做一个调查，对二者作对比研究呢？结果，天翔收集到以下一些资料：

A、爷爷的手电需要三节干电池（每节电压为1.5V）供电，更换××牌新电池后可连续正常发光3小时；采用白炽灯泡，发光时灯丝温度很高，正常工作电流约为0.3A；灯泡使用寿命约为50小时，为方便更换，灯头采用螺旋式。

B、爸爸的新手电使用二节干电池供电，但发光时亮度比爷爷的老手电要亮得多；更换××牌新电池后可连续发光20小时；发光二极管属冷光源，正常发光时温度几乎不升高（接近室温），所以其使用寿命极高，可达10万小时；另外，抗震能力强，电光转换效率（电流通过电灯时，转化成的光能在所消耗的电能中占的百分比）高也是其显著特征；灯泡被直接焊接在一小块电路板上。

①爷爷的手电筒的额定工作电压是 V；

②经过比较，两种手电除开灯泡及其连接不同外，其他电路一样，请在右边方框内帮天翔画出他家新买的手电的电路图（框内已画出了发光二极管的符号）。

③发光二极管手电有许多优点，如：抗震能力强、使用寿命高、电光转换效率高、 。

④比较而言，老式手电的灯泡寿命很低，主要因为　　　　　　　　　　。

⑤新式手电为什么将灯泡焊接在电路板上，而不采用螺旋式灯头呢？ 　。

⑥经测量，手电筒在不能正常发光时，干电池的电能被消耗80%，计算

一节××牌干电池所储存的电能大约是多少焦耳？（写出计算过程。）

Answer 1

① 4.5V。

3.节能【或亮度高】【或灯泡不需频繁更换】。

4.发光时，灯丝温度高【或发光时，灯丝温度高】【或发光时，灯丝容易熔断】【或发光时，灯丝缓慢升华】

5.灯泡使用寿命长【或不需频繁更换】。

评分说明：学生的表述中如出现知识性错误，该空不给分。

6.解：由老式手电的相关数据可知灯泡正常发光所消耗的电能：

　　 w=UIt=4.5v×0.3A×3×3600s=14580J　　

　 1节干电池所储存的电能：

　 14580J/（3×80%）=6075J