Question

为节能环保，国家提倡使用节能灯具，并实行政府财政补贴。LED灯、节能灯与普通灯相比有什么不同呢？同学们查到了以下相关资料：

1.亮度：标有“220V 5W”字样的LED灯、“220V 12W”字样的节能灯、 “220V 60W” 字样的白炽灯，它们正常发光时亮度相当。

2. 使用寿命：LED灯、节能灯和白炽灯的平均使用寿命分别为50000h、8000h和2000h。

3. 价格：标有“220V 5W”字样的LED灯、“220V 12W”字样的节能灯、 “220V 60W”字样的白炽灯的市场价格分别是18元、10元、1元。

4.温度：“220V 5W”字样的LED灯正常发光一段时间后，散热片的温度约80℃；“220V 60W”字样的白炽灯正常发光时灯丝温度约2400℃。

针对以上资料内容该同学想到以下几个问题：

（1）怎样比较“220V 5W” 字样的LED灯与“220V 60W”字样的白炽灯的光照亮度，请完成步骤b。

a．把标有“220V 5W”字样的LED灯接入家庭电路，稍等一会儿，待灯亮度稳定后，将光敏探测器正对LED灯3米处放置，待光敏探测器示数稳定后读出其数值为L₁;

b.把标有“220V 60W”字样的白炽灯接入家庭电路，稍等一会儿，待灯亮度稳定后，将光敏探测器正对白炽灯3米处放置，待光敏探测器示数稳定后读出其数值为L₂。 (1分)。、

（2）若电价为0.5元/(kW·h)，用一只“220V 12W”的节能灯替代一只“220V 60W”的白炽灯。则节能灯只要工作375 (1分)小时以上，就能做到既节能又经济。

（3）请从能量角度分析白炽灯发光效率不高的原因是：白炽灯工作时把大部分电能转化为内能，只把一小部分电能转化为光能 (1分)。

Answer 1

【解析】（1）完成步骤b要控制变量，“待灯亮度稳定后，将光敏探测器正对白炽灯3米处放置，待光敏探测器示数稳定后读出其数值”，（2）用一只“220V  12W”的节能灯替代一只“220V 60W”的白炽灯，成本多了10-1=9元，相当于消耗18 kW·h的电费，由知，节能灯只要工作375小时以上，就能做到既节能又经济。（3）由材料4可知：白炽灯正常发光时灯丝温度比LED灯正常发光时的温度高很多，白炽灯是热光源，LED灯是冷光源。白炽灯工作时把大部分电能转化为内能，只把一小部分电能转化为光能。这就是白炽灯发光效率不高的原因。