Question

（4分）LED燈是一種新型的環保節能燈，小夢為了探究LED燈與家用普通白熾燈、普通節能燈的發光效率，他用如圖所示的裝置進行了實驗．其中R₀為光敏電阻，其阻值與光照強度成反比，實驗步驟如下：
①先把“220V 15W”的普通白熾燈接人燈座，通過調整，使燈泡與溫度計的玻璃泡距離約為2cm，燈泡與熱敏電阻的距離約為30cm．閉合開關S和S₁，通電10min，分別讀出溫度計和電流表的示數，并填入下表．
②接著分別把規格相同的普通節能燈和LED燈接入燈座，重復上述實驗．
根據小夢的探究，請回答：
（1）電能轉化為內能最多的燈是     ．
（2）電能轉化為光能最多的燈是     ．
（3）1ED燈的發光效率較     （高／低）．
（4）綜合分析表中數據可知，15W的LED燈的發光亮度與     W的白熾燈發光亮度相當．

Answer 1

（1）白熾燈（2）LED燈（3）高；（4）150W．

試題分析：（1）電能通過燈泡上轉化為內能時，會使周圍的空氣溫度升高，根據轉換法，用溫度計測量空氣的溫度可知電能轉化為內能的多少；即通過觀察溫度計示數的變化可比較電能轉化為內能的多少；于是比較盒內溫度升高最高的是白熾燈，即電能轉化為內能最多的是白熾燈．
（2）電能通過燈泡上轉化為光能時，燈光照射到光敏電阻上，因其電阻值與光照強度成反比，當光照強度很強時，使光敏電阻的阻值減小，電路中的電流變大；所以電能轉化為光能的多少，通過觀察電流表示數的變化就可知；由表格數據中可知：使用LED燈時的電流表的示數最大，表明電能轉化為光能最多的是LED燈．
（3）由上可知：在規格相同條件下，LED燈消耗相同的電能，轉化成的光能最多，即LED燈的發光效率最高．
（4）分析表中數據可知：15W的LED燈的發光亮度能使含有光敏電阻的電路中的電流為60mA；而15W的白熾燈的發光亮度能使含有光敏電阻的電路中的電流為6mA；則需要與一個LED燈的發光亮度相當的15W的白熾燈的個數是n=60mA/6mA=10；即白熾燈的功率為15W×10=150W．